Question

右下圖為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發出（初速度可忽略不計），經燈絲與A板間的電壓U₁加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中（偏轉電場可視為勻強電場），電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經過電場后打在熒光屏上的P點。 已知M、N兩板間的電壓為U₂，兩板間的距離為d，板長為L，電子的質量為m，電荷量為e，不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力。

（1）求電子穿過A板時速度的大小；

（2）求電子從偏轉電場射出時的側移量；

（3）若要使電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？

Answer 1

（1）；（2）y=；（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉電壓U₂；

解析:

（1）設電子經電壓U₁加速后的速度為v₀，由動能定理

              e U₁=－0…………………………………………（2分）

         解得  ………………………………..………（1分）

（2）電子以速度v₀進入偏轉電場后，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。設偏轉電場的電場強度為E，電子在偏轉電場中運動的時間為t，加速度為a，電子離開偏轉電場時的側移量為y。由牛頓第二定律和運動學公式

                t=……………………………………………..……….（1分）

F=ma    F=eE    E=

a =……………………………………………（2分）

y=……………………………………………（1分）

解得  y=…………………………………………（1分）

（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉電壓U₂；……

（本題的答案不唯一，只要措施合理，答出一項可得1分，答出兩項及以上可得2分。）