示波器原理典型题目.doc

已知电子的电量为e,质量为m可忽略电子刚离开金属丝时的速度,并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响xyo亮点XY图1加速电极〔1若加速电极的电压为U0,两个偏转电极都不加电压时,电子束将沿直线运动,且电子运动的轨迹平行每块金属板,并最终打在xoy坐标系的坐标原点求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；〔2若再在偏转电极YY΄之间加恒定电压U1,而偏转电极XX΄之间不加电压,求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；〔3〔i若偏转电极XX΄之间的电压变化规律如图2所示,YY΄之间的电压变化规律如图3所示由于电子的速度较大,它们都能从偏转极板右端穿出极板,且此过程中可认为偏转极板间的电压不变请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；〔ii要增大屏幕上图形在y方向的峰值,若只改变加速电极的电压U0、YY΄之间电压的峰值Uy、电极XX΄之间电压的峰值Ux三个量中的一个,请说出如何改变这个物理量才能达到目的t4t02t0Ux-UxOUXX΄图2t02t0Uy-UyOtUYY΄图3Oxy图44.〔05全国I25图1中B为电源,电动势,内阻不计固定电阻,R2为光敏电阻C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长,两极板的间距。

S为屏,与极板垂直,到极板的距离P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成,它可绕轴转动当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时,R2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω有一细电子束沿图中虚线以速度连续不断地射入C已知电子电量,电子,电子质量忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变〔1设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距离y〔计算结果保留二位有效数字〔2设转盘按图1中箭头方向匀速转动,每3秒转一圈取光束照在a、b分界处时t=0,试在图2给出的坐标纸上,画出电子到达屏S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线〔0—6s间要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值〔不要求写出计算过程,只按画出的图线评分5.10天津12质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L,O’O为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离O’O的距离以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。

〔1设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O’O的方向从O’点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离y0;<2>假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数上述装置中,保留原电场,再在板间加沿-y方向的匀强磁场现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O’点沿O’O方向射入,屏上出现两条亮线在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的尽管入射离子速度不完全相同,但入射速度都很大,且在板间运动时O’O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度6.〔10海淀一摸示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示电子枪具有释放出电子并使电子聚集成束以及加速的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏形成光迹这三部分均封装于真空玻璃壳中已知电子的电荷量e＝1.6×10-19 C,质量m＝0.91×10-30 kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。

〔1电子枪的三级加速可以简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到1.6×10-16J,求加速电压U0为多大；〔2电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y〔竖直方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场偏转电极的极板长l＝4.0 cm,两板间距离d＝1.0 cm,极板右端与荧光屏的距离L＝18 cm,当在偏转电极U上加u＝480 sin100πt V的正弦交变电压时,如果电子进入偏转系统的初速度v0=3.0×107 m/s,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度；〔3如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子控制栅极的电势比阴极低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量现要使电子打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压电子枪中A1、A2和A3三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子束的聚XX用,其中聚焦的电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线请说明聚焦电场如何实现对电子束的聚XX用甲灯电子枪偏转系统丝FK阴极控制栅极G一第阳极A1第阳极A2二第阳极A3三Y偏转板X偏转板荧光屏U0KA乙丙偏转电压Llv0图14丁32V30V作业1.11丰台19. 示波器是一种常见的电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。

图甲为示波器的原理结构图,电子经电压Uo加速后进入偏转电场竖直极板AB间加偏转电压UAB、水平极板间CD加偏转电压UCD,偏转电压随时间变化规律如图乙所示则荧光屏上所得的波形是〔 B SDCBAUoUABsUCDKtUABT2TOtUCDT2TO图乙甲图yxAyxByxAOOyxCOyxDO3 / 3。