(12分)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
=1.6×10
C,质量
=9.0×10
kg,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1.6×10J,求加速电压
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
=4cm,两板间距离
=1cm,Y极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,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;
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(12分)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
=1.6×10
C,质量
=9.0×10
kg,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1.6×10J,求加速电压
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
=4cm,两板间距离
=1cm,Y极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,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;
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(18分)
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,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;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=1.6×10
C,质量
=0.91×10
kg,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)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,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16×10J,求加速电压
为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=4.0cm,两板间距离
=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。
电子枪中、
和
三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
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示波器是一种用来观察电信号的电子仪器,其核心部件是示波管,下图是示波管的原理图。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。电子从灯丝K发射出来(初速度可不计),经电压为U0的加速电场加速后,以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY'、XX'。当偏转电极XX´、YY´上都不加电压时,电子束从电子枪射出后,沿直线运动,打在荧光屏的中心O点,在那里产生一个亮斑。若要荧光屏上的A点出现亮斑,则
A.电极X、Y接电源的正极,X´、Y´接电源的负极
B.电极X、Y´接电源的正极,X´、Y接电源的负极
C.电极X´、Y接电源的正极,X、Y´接电源的负极
D.电极X´、Y´接电源的正极,X、Y接电源的负极
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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.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,其简化图如图甲所示.电子枪释放电子并使电子加速后从小孔A射出,偏转系统使电子束发生偏转,电子束打在荧光屏形成光迹.这三部分均封装于真空玻璃壳中.已知电子的电荷量为e,质量为m,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)闭合开关S,电子枪中的灯丝K发热后逸出电子,电子逸出的初速度可忽略不计.经过阴极K和阳极A之间电压为U0的电场加速后,电子从阳极板A上的小孔中射出,求电子射出时的速度v0是多大?
(2)电子被U0的电场加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图乙所示的偏转电场.偏转电极的极板长为L1,两板间距离为d,极板右端与荧光屏的距离为L2,当在偏转电极上加如图丙所示的正弦交变电压时(所有电子均能从极板中射出,且电子穿过极板的时间极短,约10-9s),求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度;
(3)若在偏转电极XXˊ上加如图丁所示的电压,在偏转电极YYˊ上加如图丙所示的电压时,荧光屏上显示出如图戊所示的图形,此时XXˊ上所加电压的周期是多少?
若在两个偏转电极上均加上u=Asin(ωt + φ)或u=Acos(ωt + φ)(φ取各种不同值)交变电压时,荧光屏上将显示出各种各样的图形,这些图形称为李萨茹图形.若在偏转电极YYˊ上加如图丙所示的电压,在偏转电极XXˊ上加如图己所示的电压时,请你尝试画出荧光屏上将会出现的图形(画在答题纸上的方格图内).
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(9分)示波器是一种用来观察电信号的电子仪器,其核心部件是示波管,如图1所示是示波管的原理图。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。电子从灯丝K发射出来(初速度可不计),经电压为U0的加速电场加速后,以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY'、XX'。当偏转电极XX´、YY´上都不加电压时,电子束从电子枪射出后,沿直线运动,打在荧光屏的中心O点,在那里产生一个亮斑。
(1)只在偏转电极YY'上加不变的电压U1,电子束能打在荧光屏上产生一个亮斑。已知偏转电极YY'的极板长为L,板间的距离为d,YY'间的电场可看做匀强电场。电子的电荷量为e,质量为m,不计电子的重力以及电子间的相互作用力。求电子刚飞出YY'间电场时垂直于极板方向偏移的距离。
(2)只在偏转电极YY'上加u=U1sint的交流电压,试在图2中画出荧光屏上的图形。
(3)在YY'上加如图3所示的正弦交流电压,同时在XX'上加如图4所示的周期性变化的电压,假设UXX'=-U2 和UXX'=U2时,电子束分别打在荧光屏上的A、B两点,试在图5中画出荧光屏上的图形。
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示波器的核心部件是示波管,其内部抽成真空,图17是它内部结构的简化原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。炽热的金属丝可以连续发射电子,电子质量为m,电荷量为e。发射出的电子由静止经电压U1加速后,从金属板的小孔O射出,沿OO′进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间电压为U2,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为L。不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
(1)求电子从小孔O穿出时的速度大小v0;
(2)求电子离开偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(3)若将极板M、N间所加的直流电压U2改为交变电压u=Umsint,电子穿过偏转电场的时间远小于交流电的周期T,且电子能全部打到荧光屏上,求电子打在荧光屏内范围的长度s。
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示波器的核心部件是示波管,其内部抽成真空,图17是它内部结构的简化原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。炽热的金属丝可以连续发射电子,电子质量为m,电荷量为e。发射出的电子由静止经电压U1加速后,从金属板的小孔O射出,沿OO′进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间电压为U2,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为L。不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
(1)求电子从小孔O穿出时的速度大小v0;
(2)求电子离开偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(3)若将极板M、N间所加的直流电压U2改为交变电压u=Umsint,电子穿过偏转电场的时间远小于交流电的周期T,且电子能全部打到荧光屏上,求电子打在荧光屏内范围的长度s。
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示波器的示意图如图,金属丝发射出来的电子(初速度为零,不计重力)被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进,最后打在荧光屏上。设加速电压U1=1640V,偏转极板长L=4cm,偏转板间距d=1cm,当电子加速后从两偏转板的中央沿板平行方向进入偏转电场。
(1)偏转电压U2为多大时,电子束打在荧光屏上偏转距离最大?
(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离S=20cm,则电子束最大偏转距离为多少?
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如图所示的示波管,电子由阴极K发射后,初速度可以忽略.经加速后水平经A板小孔,沿M、N两极板中线飞入偏转电场,最后打在荧光屏上的P点,已知加速电压为U1=2U.电源电动势E=U.内电阻r=0.R1=R,滑动变阻器的总电阻R2=R滑片位于中间位置,两偏转极板间距为L,板长为2L.从偏转极板的右端到荧光屏的距离为L,O点为两极板中线与荧光屏的交点.求:
(1)偏转电极MN间的电势差U2
(2)电子打在荧光屏上的偏距OP
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