Question

【題目】示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后

沿直線前進(jìn)，最后打在熒光屏上．設(shè)加速電壓U1=1640V，偏極板長為4cm，偏轉(zhuǎn)板間距d=1cm，當(dāng)電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的中央沿板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場.

（1）偏轉(zhuǎn)電壓為多大時(shí)，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大？

（2）如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離b=20cm，則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少？

（3）電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)電壓的比叫做示波器的靈敏度，分析說明可采用哪些方法提高示波器的靈敏度．

Answer 1

【答案】（1）U2=205V（2）0.055m（3）減少進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場得速度

【解析】

(1)在加速電場中，由動(dòng)能定理得：

解得：

要使電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后必須下板邊緣出來，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式，有：

其中：

聯(lián)立解得：

(2)類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度的反向延長線通過水平分位移的中點(diǎn)，如圖所示：

結(jié)合幾何關(guān)系，有：

解得：

(3)由(1)解得：

則靈敏度，由此可知，提高示波器的靈敏度，可以減小加速電壓U1，減小偏轉(zhuǎn)電極間距或增大偏轉(zhuǎn)電極的長度.