【題目】示波管是示波器的核心部分,它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成,如圖甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用;偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn);電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C,質(zhì)量=0.91×10kg,電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計,不考慮相對論效應(yīng)。

1)電子槍的三級加速可簡化為如圖乙所示的加速電場,若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計,要使電子被加速后的動能達到1.6×10J,求加速電壓為多大;

2)電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況,偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm,兩板間距離=1.0cm,極板右端與熒光屏的距離=18cm,當在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時,如果電子進入偏轉(zhuǎn)電場的初速度,求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度;

【答案】11.0×103V210cm

【解析】

(1) 對于電子通過加速電場的過程,根據(jù)動能定理有:eU0=EK
解得:

(2)根據(jù)u=480sin100πtV,可知偏轉(zhuǎn)電場變化的周期為:

運動時間為:,因為T>>t,
可見每個電子通過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,電場可視為穩(wěn)定的勻強電場.
設(shè)偏轉(zhuǎn)電場電壓為U1時,電子剛好飛出偏轉(zhuǎn)電場,此時電子沿電場方向的位移為,

偏轉(zhuǎn)位移為:

加速度為:

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:

所以,為使電子能打在熒光屏上,所加偏轉(zhuǎn)電壓應(yīng)小于320V
當加在偏轉(zhuǎn)電極上的偏轉(zhuǎn)電壓為u=480sin100πV時,且電子剛好飛出偏轉(zhuǎn)電場,電子沿電場方向的最大位移恰為,設(shè)電子射出偏轉(zhuǎn)電場的速度與初速度方向的最大夾角為θ,則:

電子打在熒光屏上的最大偏移量:

由對稱性可得電子打在熒光屏產(chǎn)生亮線的最大長度為:

2ym=10cm

練習冊系列答案
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【題目】某實驗小組欲精確測量某電阻的阻值,可使用的器材有:

被測電阻Rx,阻值約20Ω左右

電流表A1(量程0.4A,內(nèi)阻r1約為0.5Ω

電流表A2(量程0.1A,內(nèi)阻

電流表A3(量程3.0A,內(nèi)阻r3約為0.1Ω

各種規(guī)格的定值電阻R0若干

滑動變阻器R1(阻值0~5.0Ω);滑動變阻器R2(阻值0~1000.0Ω

電源E(電動勢3V,內(nèi)阻不計)

開關(guān)S;導線若干。

(1)某同學設(shè)計了測量電阻Rx的實驗電路圖如圖所示,中應(yīng)選用元件_____,中應(yīng)選用元件_____,滑動變阻器應(yīng)選用元件______;

(2)為了便于操作、測量準確,定值電阻R0應(yīng)選用下列的_______;

A5Ω B10Ω C20Ω D30Ω

(3)閉合開關(guān)S調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,電流表中示數(shù)設(shè)為I1,電流表中示數(shù)設(shè)為I2,則被測電阻的阻值為:__________(用已知和測量的物理量的符號表示)。

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【題目】長度不同的兩根細繩懸于同一點,另一端各系一個質(zhì)量相同的小球,使它們在同一水平面內(nèi)作圓錐擺運動,如圖所示, 則兩個圓錐擺相同的物理量是(

A. 周期

B. 線速度的大小

C. 向心力

D. 繩的拉力

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【題目】近來我國高速公路發(fā)生多起有關(guān)客車相撞的嚴重交通事故,原因之一就是沒有掌握好車距,據(jù)經(jīng)驗豐富的司機總結(jié),在高速公路上,一般可按你的車速來確定與前車的距離,如車速為80km/h,就應(yīng)與前車保持80m的距離,以此類推,現(xiàn)有一輛客車以大小v0=90km/h的速度行駛,一般司機反應(yīng)時間t=0.5s(反應(yīng)時間內(nèi)車被視為勻速運動),剎車時最大加速度a1=5m/s2,求:

(1)若司機發(fā)現(xiàn)前車因故突然停車,則從司機發(fā)現(xiàn)危險到客車停止運動,該客車通過的最短路程?并說明按經(jīng)驗,車距保持90m是否可行?

(2)若客車超載,剎車最大加速度減為a2=4m/s2;司機為趕時間而超速,速度達到v1=144km/h;且晚上疲勞駕駛,反應(yīng)時間增為t′=1.5s,則從司機發(fā)現(xiàn)危險到客車停止運動,客車通過的最短路程?并說明在此情況下經(jīng)驗是否可靠?

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【題目】如圖所示,物塊a、b質(zhì)量分別為2m、m,水平地面和豎直墻面均光滑,在水平推力F作用下,兩物塊均處于靜止狀態(tài),則(  )

A.物塊b受四個力作用

B.物塊b受到的摩擦力大小等于2mg

C.物塊b對地面的壓力大小等于mg

D.物塊a受到物塊b的作用力水平向右

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(1)AC發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大。

(2)整個過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量;

(3)AB間的動摩擦因數(shù)(重力加速度為g)。

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A.若傳送帶不動,則vB=4m/s

B.若傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定等于4m/s

C.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB可能等于3m/s

D.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB可能大于4m/s

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B.3s內(nèi)恒力F對物體做功13J

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①求缸內(nèi)氣體的壓強和活塞到達位置B時缸內(nèi)氣體的體積;

②若缸內(nèi)氣體原來的內(nèi)能U0=72J,且氣體內(nèi)能與熱力學溫度成正比。求缸內(nèi)氣體變化過程從電熱絲吸收的總熱量。

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