示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形。它的工作原理等效成下列情况:如图*所示,真空...
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示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形。它的工作原理等效成下列情况:如图*所示,真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线*入板中,板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右侧相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-X方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回初始位置(此短暂时间可忽略不计),然后重新做同样的匀速运动(已知电子的质量为m,带电量为e,重力忽略不计)。求:
①电子进入AB板时的初速度;
②要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0满足什么条件(屏足够高)?
③要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度。在图*所示的X-Y坐标系中画出这个波形。
【回答】
⑴动能定理
⑵电子做类平抛运动,要使所有电子打到屏上,则所有电子都要飞出平行板,电压的最大值U0满足:
⑶峰值:
长度:x=vT
波形图与原图关于X轴对称
知识点:物理竞赛
题型:计算题
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