Question

示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，一束电质子流经加速电压加速后，沿中线进入平行板偏转电场，经电场偏转后打在荧光屏上。如图所示．已知两偏转电场极板长均为，极板间距均为d＝1.0 cm。水平偏转电场极板边缘距荧光屏距离为。不计竖直偏转电极与水平偏转电极间间隙。请回答或求下列问题：

（1）如果亮斑出现在荧光屏上如图所示位置，那么示波管中的极板X、Y应带什么电？

（2）电子流的偏移量和打在荧光屏位置是通过调节加速电压和偏转电压来实现的，要使电子流能进入水平偏转电场中。竖直偏转电压与加速电压的比值不能超过多大？

（3）如果加速电压，偏转电压 ，偏转电压 ，求电子在荧光屏上的水平偏移量

Answer

（1）X、Y极板均带正电，（2），（3）.

【解析】试题分析：（1）由电子受力方向与电场方向相反，并结合在竖直方向和水平方向的偏转方向来判断X、Y极板带什么电；（2）在加速度电场由动能定理求出速度，在竖直偏转电场，粒子做类平抛运动，由类平抛运动的规律联立求解；（3）只加水平偏转电压，粒子在水平偏转电场做类平抛运动，由类平抛运动的规律进行求解.

（1）因电子受力方向与电场方向相反，现电子向X偏转，则电场方向为X到，则极板X应带正电；同理可知，因电子向Y偏转，则电场方向Y到，故极板Y应带正电

（2）在加速度电场中有： ①

进入竖直偏转电场做类平抛运动：

由类平抛运动的规律得：水平方向，竖直方向，

联立解得： ②

联立①②得：

要使电子进入水平偏转电场，则竖直偏转量最大值

代入数值得： ，即

（3）由题知： ， ，

则在水平电场的偏移量：

代入数值得：

由于没有竖直偏移，则电子流象从水平偏转电场极板中点直线射向荧光屏一样。

所以由几何关系求得电子在荧光屏上水平偏移量

代入数值得：