如图所示,真空室中阴极K逸出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属极板A、B间的中心线射入,金

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  • 解题思路:(1)电子经过电压为U1的加速电场加速时,电场力做功,根据动能定理求解电子进入AB板时的初速度.(2)由类平抛运动规律可以求出电子的偏移量;(3)电子进入水平金属板A.B间后做类平抛运动,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出电子飞出电场时偏转距离y,当y<d2时所有的电子都能打在荧光屏上,求出电压的最大值U0需满足的条件.

    (1)在加速电场中,由动能定理得:

    eU1=[1/2]mv2-0,解得:v=

    2eU1

    m;

    (2)电子在偏转电场中做类平抛运动,

    水平方向:L=vt,

    竖直方向:y=[1/2]at2=[1/2]

    eU0

    mdt2

    解得:y=

    U0L2

    4U1d;

    (3)电子在垂直于电场方向做匀速直线运动,运动时间t=[L/v],

    设电子在电场方向做匀加速直线运动的位移:y=[1/2]at2=[1/2]

    eU0

    mt2

    联立得:y=

    U0L2

    4U1d;

    要使所有的电子都能打在荧光屏上,必须满足:y<[d/2],

    由以上各式解得 U0

    2d2U1

    L2;

    答:(1)电子刚进入偏转极板A、B时的初速度v=

    2eU1

    m;

    (2)电子在极板A、B间的最大偏移量y=

    U0L2

    4U1d;

    (3)要使所有电子都能打在荧光屏上,则所加偏转电压的U0应满足:U0

    2d2U1

    L2.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 本题考查对示波器原理的理解能力.实质是带电粒子在电场中加速和偏转的整合,荧光屏的匀速移动与加锯齿扫描电压相似,运用力学规律进行分析.

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