示波管工作原理如图所示:水平放置的两平行金属板,板长l为10cm,两极板相距d为2cm,一束电子以v0=4×107m/s

问题描述:

示波管工作原理如图所示:水平放置的两平行金属板,板长l为10cm,两极板相距d为2cm,一束电子以v0=4×107m/s的初速度从两板中央水平射入板间,然后从板间飞出射到距板L为45cm,宽D为20cm的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两板间的中心线上,电子质量m=0.91×10-30kg,电量e=1.6×10-19C),求:

(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是多大?
(2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取什么范围?
1个回答 分类:物理 2014-11-28

问题解答:

我来补答
(1)设加  电场的电压为U1,由动能定理得:
      eU1=
1
2mv02-0      ①
解得  U1=
mv02
2e=
0.91×10-30×(4×107)2
2×1.6×10-19=4.55×103V.      ②
(2)设所加电压为U2时,电子恰好能打在荧光屏的上边缘,电子的轨迹恰好与上极板边缘相切,则由类平抛运动规律及几何知识可得:
 

1
2D
y=
L+
1
2l

1
2l  ③
其中y为电子在电场中的偏转位移.
又 y=
1
2at2=
1
2
U2e
dm(
l
V0)2 ④
且y=
U2el2
2dmV02=1cm=
d
2  ⑤
由③④⑤可得:U2=
DdmV02
e(2L+l)×l=364V    ⑥
同理要使电子能打在荧光屏下边缘应加反向电压364V      ⑦
所以两板间所加电压范围为:-364V≤U2≤364V    ⑧
答:
(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是4.55×103V.
(2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取的范围是:-364V≤U2≤364V.
 
 
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