高中 | 示波管 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.9 带电粒子在电场中的运动

示波管

示波器是一种重要的电子测量仪器,其核心部件是示波管,示波管的原理示意图如图$1$所示。如果在电极$YY'$之间所加的电压$U_{Y}$及在电极$XX'$之间所加的电压$U_{X}$分别按图$2$中实线及虚线所示的规律变化,则在荧光屏($XY$轴上单位长度相等)上呈现出来的图形是$(\qquad)$

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$t=0$时刻,$U_{X}$$U_{Y}$均为零,则电子会打到中心位置;$U_{X}$$U_{Y}$变化的周期相同,根据$U=A\sin\dfrac{2\pi}{T}t$

偏转距离为$x=\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{U_{Y}e}{dm}t^{2}$$y=\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{U_{Y}e}{dm}t^{2}$

可知$\dfrac{x}{y}=\dfrac{U_{X}}{U_{Y}}=\dfrac{A_{X}}{A_{Y}}=\dfrac{2u_{0}}{u_{0}}=2$

可知在荧光屏上呈现出来的图形是过原点且在一、三象限的亮线。

故选:$\rm A$

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如图所示,示波管由电子枪、竖直方向偏转电极、水平方向偏转电极和荧光屏组成。电极的长度为、间距为、极板间电压为,电极的右边缘距荧光屏的水平距离为。极板间电压为零,电子枪加速电压为。电子刚离开金属丝的速度为零,从电子枪射出后沿方向进入偏转电极。已知电子电荷量为,质量为,则电子 有一种电子仪器叫作示波器,可以用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,图甲是它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。电子枪的作用是产生高速飞行的一束电子。如果在偏转电极之间和偏转电极之间都没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑。如果示波管的偏转电极上加的是如图丙所示的待测的信号电压,偏转电极接入仪器自身产生的如图丁所示的锯齿形扫描电压,电子质量为,带电量为,初速度为,加速电压为,之间的距离为,左右方向长度为,之间的距离为,左右方向的长度为,右侧到荧光屏的距离为。电子在示波管中的运动时间远小于,不计偏转电极与之间的水平距离,求 示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成。某示波管示意图如图所示,炽热的金属丝可以连续发射出电子(初速度视为零),电子经加速电场加速后沿中央轴线垂直进入偏转电场,加速电压,偏转电场由两对偏转电极、组成,位置如图所示,均以为中央轴线,极板长度均为,极板与的间距、极板与的间距均为。电子穿出偏转电场后做匀速直线运动,直到打在荧光屏上,极板右边缘到荧光屏距离,为荧光屏正中心,并在荧光屏上建立坐标系。已知电子质量、电荷量,不计电子受到的重力和电子之间的相互作用力,极板与,极板与极板间的匀强电场互不影响,忽略电场边缘效应。 示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图甲所示,电子枪释放的无初速度电子被的电场加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图乙所示的偏转电场,偏转电极的极板长为,两板间距离为,极板右端与荧光屏的距离为,当在偏转电极上加如图丙所示的电压时,电子在荧光屏产生亮线的最大长度为。所有电子均能从极板射出打中荧光屏,且电子穿过极板的时间极短,可认为穿越过程中极板电压不变。已知电子的质量为,电荷量为,重力不计。求: 示波器的主要部件是示波管,示波管可简化为电子枪、偏转电极和荧光屏三部分。如图所示,某示波管的电子枪加速电压为,偏转电极板长和板间距均为,偏转电极右侧到荧光屏的距离为。当偏转电压为零时,电子刚好打到荧光屏的中心点,现加上偏转电压。已知电子的比荷为。求: 在“练习使用示波器”的实验中:
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