如圖所示為示波管的結(jié)構(gòu)原理示意圖,加熱的陰極K發(fā)出的電子(初速度可忽略不計)經(jīng)電勢差為U0的AB兩金屬板間的加速電場加速后,從一對水平放置的平行正對帶電金屬板的左端中心O'點沿中心軸線O'O射入金屬板間(O'O垂直于熒光屏M),兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電勢差為U,電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在右側(cè)豎直的熒光屏M上。整個裝置處在真空中,加速電場與偏轉(zhuǎn)電場均視為勻強電場,忽略電子之間的相互作用力,不考慮相對論效應(yīng)。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e;加速電場的金屬板AB間距離為d0;偏轉(zhuǎn)電場的金屬板長為L1,板間距離為d,其右端到熒光屏M的水平距離為L2。
(1)電子所受重力可忽略不計,求:
①電子從加速電場射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大小v0;
②電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離y;
③在偏轉(zhuǎn)電場中,若單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離稱為示波管的靈敏度,該值越大表示示波管的靈敏度越高。為了提高示波管的靈敏度,請分析說明在設(shè)計示波管結(jié)構(gòu)時可采取的措施。
(2)已知U0=125V,d0=2.0×10-2m,m=9.0×10-31kg,e=1.6×10-19C,重力加速度g=10m/s2。人們常常建立簡化的模型來研究物體的運動。分析電子在電場中的運動情況時,為了簡化問題,可忽略電子所受的重力。請利用上述數(shù)據(jù)分析說明這樣建立模型的合理性。
【答案】(1)①電子從加速電場射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大小v0為;
②電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離y為;
③為了提高示波管的靈敏度,在設(shè)計示波管結(jié)構(gòu)時可采取的措施是增大金屬板長L1,減小板間距離d。
(2)見解答。
2
e
U
0
m
②電子打在熒光屏上的位置與O點的豎直距離y為
(
L
1
+
2
L
2
)
U
L
1
4
d
U
0
③為了提高示波管的靈敏度,在設(shè)計示波管結(jié)構(gòu)時可采取的措施是增大金屬板長L1,減小板間距離d。
(2)見解答。
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:123引用:1難度:0.2
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