Question

右下圖為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U₁加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。 已知M、N兩板間的電壓為U₂，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力。

（1）求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大小；

（2）求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；

（3）若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？

Answer 1

（1）；（2）y=；（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉(zhuǎn)電壓U₂；

解析:

（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U₁加速后的速度為v₀，由動(dòng)能定理

              e U₁=－0…………………………………………（2分）

         解得  ………………………………..………（1分）

（2）電子以速度v₀進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

                t=……………………………………………..……….（1分）

F=ma    F=eE    E=

a =……………………………………………（2分）

y=……………………………………………（1分）

解得  y=…………………………………………（1分）

（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉(zhuǎn)電壓U₂；……

（本題的答案不唯一，只要措施合理，答出一項(xiàng)可得1分，答出兩項(xiàng)及以上可得2分。）