示波器是一種多功能電學儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形。它的工作原理等效成下列情況:如圖*所示,真空...
問題詳情:
示波器是一種多功能電學儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形。它的工作原理等效成下列情況:如圖*所示,真空室中電極K發出電子(初速不計),經過電壓為U1的加速電場後,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線*入板中,板長L,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,前半個週期內B板的電勢高於A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分佈均勻。在每個電子通過極板的極短時間內,電場視作恆定的。在兩極板右側且與極板右側相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏,中心線正好與屏上座標原點相交。當第一個電子到達座標原點O時,使屏以速度v沿-X方向運動,每經過一定的時間後,在一個極短時間內它又跳回初始位置(此短暫時間可忽略不計),然後重新做同樣的勻速運動(已知電子的質量為m,帶電量為e,重力忽略不計)。求:
①電子進入AB板時的初速度;
②要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0滿足什麼條件(屏足夠高)?
③要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?計算這個波形的峰值和長度。在圖*所示的X-Y座標系中畫出這個波形。
【回答】
⑴動能定理
⑵電子做類平拋運動,要使所有電子打到屏上,則所有電子都要飛出平行板,電壓的最大值U0滿足:
⑶峰值:
長度:x=vT
波形圖與原圖關於X軸對稱
知識點:物理競賽
題型:計算題
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