第6節(jié) 示波器的奧秘

1. 電子平行于電場(chǎng)的方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下發(fā)生加速,在加速過(guò)程中電子的( )
A.速度變化 B.加速度變化
C.動(dòng)能不變 D.電勢(shì)能增加
【答案】A
【解析】電子平行于電場(chǎng)的方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力的方向與速度方向相同,速度增加,動(dòng)能增加,方向不變,A正確,C錯(cuò);電場(chǎng)力恒定,加速度不變,B錯(cuò),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,D錯(cuò).
2. 帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),除電場(chǎng)力外不計(jì)其他力的作用( )
A.電勢(shì)能增加,動(dòng)能增加 B.電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加
C.電勢(shì)能和動(dòng)能都不變 D.上述結(jié)論都不正確
【答案】B
【解析】整個(gè)過(guò)程電場(chǎng)力做正功,只有電勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)能量守恒,減小的電勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確.
3.(2017·天津期中)如圖所示為說(shuō)明示波器工作原理的示意圖,已知兩平行板間的距離為d、板長(zhǎng)為l,電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e.

(1)求經(jīng)電場(chǎng)加速后電子速度v的大小;
(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大,兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少?電子動(dòng)能多大?
【解析】(1)電子在電場(chǎng)加速過(guò)程,由動(dòng)能定理得
eU1=mv2
則得v=.
(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角度最大時(shí)的偏轉(zhuǎn)量為y=
電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,所受的電場(chǎng)力
F=eE2=e
電子沿偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有
y=at2
又垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有
t=
聯(lián)立求解,得U2=
對(duì)于整個(gè)過(guò)程,由動(dòng)能定理得
eU1+e·U2=Ek
由以上兩式得Ek=eU1(1+).
答案:(1) (2) eU1