题目内容
【题目】示波器的主要结构可简化为:电子枪中的加速电场、两水平放置的平行金属板中的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成,如图所示。若已知加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d,荧光屏距两平行金属板右侧的距离也为d。电子枪发射质量为m、电荷量为-e的电子,从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O。不计电子在进入加速电场时的速度及电子重力。若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为U2,电子会打在荧光屏上某点,该点距O点距离为d。求U1和U2的比值。
【答案】
【解析】
带电粒子先在电场中加速,再进入匀强电场作类平抛运动,离开偏转电场后又做匀速直线运动打在荧光屏上,三个过程中看似复杂,只要抓住关键,列出相应的方程,由题设的最终偏转距离为d列出方程,就能求出U1与U2的比值;
在加速电场中,由动能定理:
以v的速度进入偏转电场中做类平抛运动运动
在离开偏转电场时偏移距离:
其中
速度方向与水平方向成θ角,如图所示,则有
离开偏转电场后偏移的距离
根据牛顿第二定律有加速度
而总的偏移距离
联立以上几式可得:
练习册系列答案
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