示波器的核心部分為示波管，如圖中甲所示，真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過(guò)電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線(xiàn)射入板中．板長(zhǎng)L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A(yíng)板的電勢(shì)，電場(chǎng)全部集中在兩板之間，且分布均勻．在每個(gè)電子通過(guò)極板的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可看作恒定的．在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個(gè)與兩板中心線(xiàn)垂直的熒光屏，中心線(xiàn)正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交．當(dāng)?shù)谝粋�(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻速運(yùn)動(dòng)．（已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)電子重力）．求：
（1）電子進(jìn)入A、B板時(shí)的初速度；
（2）要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U0需滿(mǎn)足什么條件？
（3）要使熒光屏上始終顯示一個(gè)完整的波形，熒光屏必須每隔多長(zhǎng)時(shí)間回到初始位置？計(jì)算這個(gè)波形的峰值和長(zhǎng)度．在如圖丙所示的x-y坐標(biāo)系中畫(huà)出這個(gè)波形．
（1）電子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，據(jù)動(dòng)能定理有：
eU1=
1
2
m
v21
，得 v1=
2eU1
m
．
（2）因?yàn)槊總�(gè)電子在板A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)可看作恒定的，故電子在板A、B間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在兩板之外做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)打在屏上．
在板A、B間沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)有L=vlt
豎直方向有y′=
1
2
at2，且a=
eU
md

聯(lián)立解得電子通過(guò)電場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)距離為 y′=
eUL2
2md
v21

設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓最大值為U0，則ym′=
eU0L2
2md
v21
＜
d
2

得 U0＜
2d2U1
L2

（3）要保持一個(gè)完整波形，需每隔周期T回到初始位置．
設(shè)某個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，有 tanθ=
v2
v1
=
eUL
md
v21
=
y′
L′
，

又知y′=
eUL
2md
v21
，聯(lián)立得L′=
L
2

由相似三角形的性質(zhì)得
L
2
+D
L
2
=
ym
ym′

則峰值ym=
L+2D
L
y′m
=
(L+2D)LU0
4dU1
．
波形長(zhǎng)度為x1=vT波形如圖3所示

答；
（1）電子進(jìn)入A、B板時(shí)的初速度為
2eU1
m
；
（2）要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U0需滿(mǎn)足U0＜
2d2U1
L2
．
（3）要保持一個(gè)完整波形，需每隔周期T回到初始位置．波形如圖3所示．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，A、B是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加有一周期為T(mén)的交變電壓u，A板的電勢(shì)φA＝0，B板的電勢(shì)φB隨時(shí)間的變化規(guī)律為：在0到的時(shí)間內(nèi)，φB＝φ0(φ0為正的常數(shù))；在到T的時(shí)間內(nèi)，φB＝－φ0；在T到的時(shí)間內(nèi)，φB＝φ0；在到2T的時(shí)間內(nèi)，φB＝－φ0…，現(xiàn)有一電子在t時(shí)刻從A極板附近由靜止釋放，不計(jì)重力，則下列判斷錯(cuò)誤的是(    )

A．若t＝0，則電子將一直向B板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上
B．若t＝，則電子一定會(huì)打在B板上
C．若t＝，則電子一定會(huì)打在B板上
D．若t＝，則電子可能在A(yíng)、B兩極板間往復(fù)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備，它的基本原理如圖所示。在上、下兩個(gè)電磁鐵形成的異名磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。上邊為側(cè)視圖，下邊為真空室的俯視圖。如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，則以下方法能夠使電子加速的是(    )
A．當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流方向與圖示中方向一致時(shí)，減小電流
B．當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流方向與圖示中方向一致時(shí)，保持電流不變
C．當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流方向與圖示中方向相反時(shí)，增大電流
D．當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流方向與圖示中方向相反時(shí)，減小電流

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一電子的質(zhì)量為m，電量為e，靜止在一對(duì)平行金屬板的左板，金屬板間距離為d，如果在某時(shí)刻起在金屬板間加上電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如右圖所示的交變電壓，經(jīng)過(guò)兩個(gè)周期的時(shí)間，電子剛好到達(dá)右極板，且此時(shí)電子的速度恰好為零，交變電壓的變化周期為T，求：
(1)用m、e、d、T表示U0
(2)在上問(wèn)中如果在t1=T/6時(shí)才讓電子靜止釋放，那么到t2=7T/6時(shí)刻止，這段時(shí)間內(nèi)電子的位移多大？
(3)如果在t1=T/6時(shí)才讓電子靜止釋放，那么經(jīng)過(guò)多少時(shí)間電子到達(dá)右極板？(電子重力不計(jì))

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道圓弧半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向水平向左.一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為.
小題1:求小球帶何種電荷，電荷量是多少？并說(shuō)明理由.
小題2:如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)軌道的最大壓力的大小是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)板間距離L=8cm，極板長(zhǎng)為2L，下極板接地，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板右端到熒光屏的距離也是2L，在兩極板間接有一交變電壓，電壓變化周期T=4s，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，大量電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中央持續(xù)射入，穿過(guò)平行板的時(shí)間都極短，可以認(rèn)為電子穿過(guò)平行板的過(guò)程中電壓是不變的．
（1）求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0（用電子比荷
e
m
、加速電壓U0表示）；
（2）在電勢(shì)變化的每個(gè)周期內(nèi)熒光屏?xí)霈F(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象，即無(wú)電子擊中屏幕，求每個(gè)周期內(nèi)的“黑屏”時(shí)間有多長(zhǎng)；
（3）求熒光屏上有電子打到的區(qū)間的長(zhǎng)度．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分成三股？請(qǐng)說(shuō)明理由．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶正電的小球（重力不計(jì)）在一恒力F的作用下沿圖中虛線(xiàn)由A至B做勻速運(yùn)動(dòng)，已知力F和AB間夾角為θ，AB間距離為d，小球帶電量為q，則下列結(jié)論正確的是（　�。�
A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=
Fcosθ
q
B．AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差為
Fdcosθ
q
C．帶電小球由A運(yùn)動(dòng)至B過(guò)程中電勢(shì)能增加了Fdcosθ
D．若帶電小球由B向A做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則F必須反向

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

平行金屬板A、B相距為d，如圖（a）所示，板間加有隨時(shí)間而變化的電壓，如圖（b）所示．設(shè)U0和T已知．A板上O處有一靜止的帶電粒子，其電量為q，質(zhì)量為m（不計(jì)重力）．在t=0時(shí)刻受板間電場(chǎng)加速向B板運(yùn)動(dòng)，途中由于電場(chǎng)反向又向A板返回，
（1）為使t=T時(shí)粒子恰好回到O點(diǎn)，求
U0
Ux
的比值應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系？粒子返回O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少？
（2）為使粒子在由A向B運(yùn)動(dòng)中不致碰到B板，求Ux的取值范圍．

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