题目内容

如图所示的真空中,场强为E的匀强电场,方向与竖直平面xOy平行且与竖直轴Oy负方向成=370的夹角.带电粒子以初速度v0=7.5m/s,从原点O沿着Ox轴运动,达到A点时速度为0,此刻,匀强电场的方向突然变为竖直向下,而大小不变,粒子又运动了t2=2s.(g="10" m/s2)求: 
(1)粒子的带何种电荷、粒子到A点前作什么运动?
(2)带电粒子运动t2后所在位置的坐标?

(1)沿着Ox轴作匀减速运动(2)(3.75m,5m)
(1)由于带电粒子沿着Ox轴运动,根据受力分析知:粒子一定带负电; 粒子前阶段是沿着Ox轴作匀减速运动. (3分)

(2)前阶段,根据受力分析图知: 
a1 ==7.5m/s(3分)   
又据    
 
x="s=3.75m " (3分)                 
(或用动能定理求解)
电场的方向改变后,粒子是沿着垂直Ox轴作竖直向上的匀加速运动。
 
a2 ===2.5m/s2   (3分) 
 ="5m "   (2分)          
带电粒子的位置坐标为(3.75m,5m)(1分)
练习册系列答案
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(18分)
示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10C,质量=0.91×10kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。
(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10J,求加速电压为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=4.0cm,两板间距离=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离=18cm,当在偏转电极上加的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。电子枪中三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。

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