示波管的构造及其工作原理_章节学习

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题型：单选题

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单选题

如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，偏转电压为U2，板长为L，每单位偏转电压引起的偏移m=9×10-31kg，叫做示波管的灵敏度，其值越大灵敏度越高．为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（　　）

A增大U2

B减小d

C减小L

D增大U1

正确答案

B

解析

解：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得：

eU1=mv02

所以电子进入偏转电场时速度的大小为：

v0=

电子进入偏转电场后的偏转的位移为：

h=at2=将v0代入得h=

所以示波管的灵敏度：

=

所以要提高示波管的灵敏度可以增大L，减小d和减小U1，所以ACD错误，B正确．

故选：B．

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题型：单选题

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单选题

如图为示波管中偏转电极的示意图，相距为d长度为l的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）．在AB左端距A、B等距离处的O点，有一电荷量为+q、质量为m的粒子以初速v0沿水平方向（与A、B板平行）射入．不计重力，要使此粒子能从板边缘C处射出，则A、B间的电压应为（　　）

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解：将粒子的运动沿着水平和竖直方向正交分解，水平方向做匀速运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动；

水平分位移为：

l=v0t ①

竖直分位移为：

d=••t2 ②

联立解得：

U=

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场偏转打在荧光屏上的P点，已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e，不计重力．求：

（1）电子穿过A板时的速度大小；

（2）荧光屏上P点到中心位置O点的距离y．

正确答案

解：（1）设电子经电压U1加速后的速度为V0，

由动能定理得：eU1=mv02，解得：v0=；

（2）电子以速度υ0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时的侧移量为y1，

由牛顿第二定律得：

F=eE2=e=ma，解得：a=

由运动学公式得：

水平方向有：L1=v0t1

竖直方向有：y1=at12，

联立解得：y1=；

设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为υy，

由匀变速运动的速度公式可知υy=at1；

电子离开偏转电场后做匀速直线运动，

设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，

电子打到荧光屏上的侧移量为y2，如图所示，

水平方向：L2=v0t2，竖直方向：y2=vyt2，解得：y2=；

P至O点的距离y=y1+y2=．

答：（1）电子穿过A板时的速度大小为；（2）荧光屏上P点到中心位置O点的距离y为．

解析

解：（1）设电子经电压U1加速后的速度为V0，

由动能定理得：eU1=mv02，解得：v0=；

（2）电子以速度υ0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时的侧移量为y1，

由牛顿第二定律得：

F=eE2=e=ma，解得：a=

由运动学公式得：

水平方向有：L1=v0t1

竖直方向有：y1=at12，

联立解得：y1=；

设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为υy，

由匀变速运动的速度公式可知υy=at1；

电子离开偏转电场后做匀速直线运动，

设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，

电子打到荧光屏上的侧移量为y2，如图所示，

水平方向：L2=v0t2，竖直方向：y2=vyt2，解得：y2=；

P至O点的距离y=y1+y2=．

答：（1）电子穿过A板时的速度大小为；（2）荧光屏上P点到中心位置O点的距离y为．

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题型：单选题

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单选题

如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xoy，当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′=2V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′=-1V时，荧光屏上光点的坐标为（4，-1），则当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′=1V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′=2V时，荧光屏上光点的坐标为（　　）

A（2，-2）

B（4，-2）

C（2，2）

D（4，2）

正确答案

C

解析

解：电子在YY‘内的加速度为a=，在YY'内运动的时间：t=

所以，偏转位移y==UYY′

由此可以看出偏转位移和电压成正比，同理可以证明在XX′方向上的偏转位移也与电压成正比，

所以根据题意得：，

解得：x=2，y=2

所以荧光屏上光点的坐标为（2，2）

故选C

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题型：多选题

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多选题

示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合（如图）．当加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，板间距为d时，电子打在荧光屏上形成光斑P，则（　　）

A只增大d，偏转电场的电场强度增大

B只增大L，荧光屏上光斑P的位置不变

C只增大U1，电子穿越偏转电场时间变短

D只增大U2，能使荧光屏上光斑P向上移动

正确答案

C,D

解析

解：

A、偏转电场的电场强度 E=，只增大d，则E减小，故A错误．

B、C、D、在加速电场中，根据动能定理得，qU1=mv2；①

粒子在偏转电场中运动的时间 t=，②

在偏转电场中的偏转位移 y== ③

由①③得：y= ④

只增大L，由③式知y增大，荧光屏上光斑P的位置向上移动；

只增大U1，由①知v增大，由②知电子穿越偏转电场时间t变短；

只增大U2，由③式知y增大，荧光屏上光斑P的位置向上移动；故B错误，CD正确．

故选：CD．

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