如果在示波器偏转电极XX′和YY′上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线运动,打在荧光屏上,在那里产生一个亮斑.

1个回答

  • 解题思路:(1)根据几何知识,结合运动学公式与三角函数关系,即可求解;

    (2)根据动能定理,结合牛顿第二定律与运动学公式,求解偏转位移大小,从而即可求解.

    (1)根据几何知识可知y'=y+l2tanθ

    电子在电场中运动的时间:t=

    l1

    v0

    偏移量:y=[1/2at2=

    1

    2•

    eU

    md•

    l21

    v20]

    设偏转角度为θ,则:tanθ=

    vy

    v0=

    at

    v0=

    eUl1

    md

    v20

    所以有:l2tanθ=

    eU1l2

    md

    v20

    即:y′=y+l2tanθ=

    e

    l21U

    2md

    v20+

    eUl1l2

    md

    v20=

    el1U

    m

    v20d(l2+

    l1

    2)

    (2)电子在加速电场加速后,有:[1/2m

    v20=eU1,

    得v0=

    2eU1

    m]

    电子在YY'内的加速度为:a=[eU/md],

    电子在YY'内运动的时间:t=

    l1

    v0=l1

    m

    2eU1

    所以,偏转位移:y=

    1

    2at2=

    U

    l21

    4dU1

    根据灵敏度的定义:φ=[y/U=

    l21

    4dU1]

    根据φ的表达式可知,要提高示波管的灵敏度,可增加偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速高压.

    答:(1)偏转距离为

    e

    l21U

    2md

    v20+

    eUl1l2

    md

    v20=

    el1U

    m

    v20d(l2+

    l1

    2);

    (2)要提高示波管的灵敏度,可增加偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速高压.

    点评:

    本题考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理.

    考点点评: 考查粒子的类平抛运动规律,掌握运动学与牛顿第二定律的综合运用,注意几何关系的建立与三角函数应用,掌握动能定理的使用,注意本题特点:运算的符号较多,若是数据可大大降低难度.

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