题目内容
下面是一个示波管工作原理图,初速度为零的电子经电压为U1的电场加速后垂直进入偏转电场,两平行板间的距离为d,板长L1,偏转电压为U2.S为屏,与极板垂直,到极板的距离L2.已知电子电量e,电子质量m.不计电子所受的重力.
(1)电子进入偏转电场的速度v0是多少?
(2)电子离开偏转电场时的偏转量y1为多少?(用U1、U2、d、L1表示)
(3)电子到达屏S上时,它离O点的距离y是多少?(用U1、U2、d、L1、L2表示)
(1)电子进入偏转电场的速度v0是多少?
(2)电子离开偏转电场时的偏转量y1为多少?(用U1、U2、d、L1表示)
(3)电子到达屏S上时,它离O点的距离y是多少?(用U1、U2、d、L1、L2表示)
(1)设电子经加速电场U1加速后以速度v0进入偏转电场,由动能定理有
qU1=
mv02,v0=
故电子进入偏转电场的速度 v0=
(2)进入偏转电场后在电场线方向有,a=
经时间t1飞出电场有t1=
,飞出电场时偏转量为 y1=
at12
由以上各式得 y1=
故电子离开偏转电场时的偏转量y1=
(3)设电子从偏转场穿出时,沿y方向的速度为vy,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2,有
vy=at1 t2=
y2=vyt2
由以上各式得
y2=
y=y1+y2=
(L1+2L2)
也可用相似比直接求y.即:
=
,y=
y1=(L1+2L2)
故电子到达屏S上时,它离O点的距离y=y1+y2=
(L1+2L2).
qU1=
| 1 |
| 2 |
|
故电子进入偏转电场的速度 v0=
|
(2)进入偏转电场后在电场线方向有,a=
| qU2 |
| md |
经时间t1飞出电场有t1=
| L1 |
| v0 |
| 1 |
| 2 |
由以上各式得 y1=
| U2L12 |
| 4dU1 |
故电子离开偏转电场时的偏转量y1=
| U2L12 |
| 4dU1 |
(3)设电子从偏转场穿出时,沿y方向的速度为vy,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2,有
vy=at1 t2=
| L2 |
| v0 |
由以上各式得
y2=
| U2L2L1 |
| 2dU1 |
y=y1+y2=
| U2L1 |
| 4dU1 |
也可用相似比直接求y.即:
| y |
| y1 |
| ||
|
| L1+2L2 |
| L1 |
| U2L1 |
| 4dU1 |
故电子到达屏S上时,它离O点的距离y=y1+y2=
| U2L1 |
| 4dU1 |
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