Question

示波器是一种电子仪器，用它来观察电信号随时间变化的情况．示波器的核心部件是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示，图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图．在偏转电极XX’、YY’上都不加电压时，电子束将打在荧光屏的中心点．下列有关运用偏转电场实现对电子束的控制的方法：
①让亮斑沿OY向上移动，在偏转电极YY′加电压，且Y′比Y电势高；
②让亮斑移到荧光屏的左上方，在偏转电极XX′、YY′加电压，且X比X′电势高、Y比Y′电势高；
③让荧光屏上出现一条水平亮线，只在偏转电极XX′上加特定的周期性变化的电压（扫描电压）；
④让荧光屏上出现正弦曲线，在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压；
以上说法中正确的是（ ）
A．①②
B．②③
C．②④
D．③④

Answer

电子枪发射出电子，要想让亮斑沿OY向上移动，要使电子在YY′中受到的电场力向上，可判断电场强度方向，分析出电势的高低．要想让亮斑移到荧光屏的右上方，用同样的方法分析电子在两个电场中所受的电场力方向，判断出电势高低．根据水平方向偏转距离与偏转电压的关系，即可分析所加电压的特点．根据竖直方向偏转距离与偏转电压的关系，分析要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，水平方向和竖直方向所加电压的特点．
【解析】
①电子枪发射出电子，要想让亮斑沿OY向上移动，电子在YY′中受到的电场力必须向上，板间场强必须向下，则需在偏转电极YY′上加电压，且Y比Y′电势高．故①错误；
②要想让亮斑移到荧光屏的右上方，电子在偏转电极XX′间受到的电场力指向X′、在YY′间受到的电场力指向Y，则需在偏转电极XX′、YY′上加电压，且X′比X电势高，Y比Y′电势高．故②错误；
③设加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，偏转电极的长度为L，板间距离为d，根据推论得知，偏转距离为y=，可见，偏转距离与偏转电压U2成正比，由几何知识得知，电子在荧光屏偏转的距离也与偏转电压成正比，则偏转电极XX′上加上随时间作线性变化的电压时，电子在荧光屏偏转的距离与时间也是线性关系，形成一条亮线，若电压是周期性变化，就可以使电子在水平方向不断扫描．故③正确．
④由上分析知，电子在荧光屏偏转的距离与偏转电压成正比，则在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压，电子在荧光屏偏转的距离按正弦规律变化，而在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压，水平方向电子不断从右向左匀速扫描，在荧光屏上出现一条正弦曲线．故④正确．
故选D．