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.在电子枪中,电子由阴极K发射出来,经加速电场加速,然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场,发生偏

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.在电子枪中,电子由阴极K发射出来,经加速电场加速,然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场,发生偏转.其示意图如图(图中只给出了一对YY′方向偏转的电极)所示.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e=1.6×10-19C,质量m=9.0×10-31kg,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)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1.6×10-16J,求加速电压U0为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,X方向的偏转电极不加电压,只在YY'方向偏转电极加电压,即只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转电极的极板长l=4cm,两板间距离d=1cm,Y极板右端与荧光屏的距离L=18cm,当在偏转电极上加u=480sin100πtV的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度v0=3.0×107m/s,每个电子通过偏转电场的过程中,电场可视为稳定的匀强电场.求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度.

参考答案


(1)对于电子通过加速电场的过程,根据动能定理有eU0=EK解得U0=EKe=1.6×10−161.6×10−19V=1.0×103V(2)由u=480sin100πtV,可知偏转电场变化的周期T=2πω=0.020s而t=lv,设偏转电场电压为U1时,电子刚好飞...

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