20xx粵教版高中物理選修（3-1）第1章 第6節(jié)《示波器的奧秘》-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 4 ．軌跡方程： y ＝U24 U1dx2 幾個(gè)推論 ( 1) 粒子出電場(chǎng)時(shí)好像從板長(zhǎng) L1的12處沿直線射出， 根據(jù)yt an θ＝l2. ( 2) 位移方向與初速度方向間夾角的正切為速度偏轉(zhuǎn)角正切的12，即 t a n α ＝12t an θ . (3) 若幾種不同的帶電粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速之后再進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，粒子的側(cè)移位移、偏轉(zhuǎn)角與粒子的 q 、 m 無(wú)關(guān)，僅取決于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，判斷依據(jù) y ＝l2U 24 U 1 d， tan θ ＝lU 22 U 1 d.其中 U 1 為加速電場(chǎng)的電壓， U 2 為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓． ? 【 例 2】 如圖 1－ 6－ 8所示是示波管的原理示意圖．電子從燈絲發(fā)射出來(lái)經(jīng)電壓為 U1的電場(chǎng)加速后，通過(guò)加速極板 A上的小孔 O1射出，沿中心線 O1O2進(jìn)入 MN間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，O1O2與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為 U2，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右端 P1點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，然后打在垂直 O1O2放置的熒光屏上的 P2點(diǎn)．已知平行金屬極板 MN間距離為 d，極板長(zhǎng)度為 L，極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng)′.不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電子離開燈絲時(shí)的初速度可忽略不計(jì)． 圖 1 － 6 － 8 (1) 求 電子通過(guò) P1點(diǎn)時(shí)偏離中心線 O1O2的距離． (2 ) 若 O1O2的延長(zhǎng)線交于屏上 O3點(diǎn)，而 P2點(diǎn)到 O3點(diǎn)的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離 y ，單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離 ( 即yU2) 稱為示波管的靈敏度．求該示波管的靈敏度． 解析： (1) 電子由燈絲到 O1的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做功．設(shè)電子質(zhì)量為 m ，電荷量為 e ，電子通過(guò) O1時(shí)的速度大小為 v1，根據(jù)動(dòng)能定理有 eU1＝12m v21，解得： v1＝2 eU1m，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，沿 O1O2方向以速度 v1做勻速運(yùn)動(dòng)，沿垂直 O1O2方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)電子的加速度為 a ，根據(jù)牛頓第二定律eU2d＝ ma ，設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1，則 L ＝ v1t1，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，電子垂直 O1O2方向的位移 y1＝12at21＝L2U24 dU1. (2) 電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，垂直 O1O3方向的速度 v2＝ at1＝eU2Lmd v1，從 P1到 P2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t2＝L ′v1，電子離開 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直 O1O3方向運(yùn)動(dòng)的位移 y2＝ v2t2＝LL ′ U22 dU1， P2點(diǎn)與 O3點(diǎn)的距離 y ＝ y1＋ y2＝LU22 dU1
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