1、1带电粒子在电场中的运动示波管高考频度: 难易程度:如图 1 为示波管的原理图。若在 XX上加上如图 2 所示的扫描电压,在 YY上加如图 3 所示的信号电压,则在荧光屏上会看到的图形是图 1 图 2 图 3A BC D【参考答案】A【试题解析】示波管的 YY偏转电压上加的是待显示的信号电压, XX偏转电极通常接入锯齿形电压,即扫描电压,当信号电压与扫描电压周期相同时,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象。图 2 中 XX偏转电极接入的是锯齿形电压,即扫描电压,且周期与 YY偏转电压上加的待显示的信号电压相同,所以在荧光屏上得到的信号是一个周期内的稳定图象。显示的图象与 YY所载
2、入的图象形状是一样的,故 A 正确。【知识补给】示波管的构造及工作原理1构造及功能(如图所示)2(1)电子枪:发射并加速电子。( 2) 偏 转 电 极 YY : 使 电 子 束 竖 直 偏 转 ( 加 信 号 电 压 ) ; 偏 转 电 极 XX : 使 电 子 束 水 平 偏转 ( 加 扫 描 电 压 ) 。2工作原理偏转电极 XX和 YY不加电压,电子打到屏幕中心;若只在 XX之间加电压,只在 X 方向偏转;若只在 YY之间加电压,只在 Y 方向偏转;若 XX加扫描电压, YY加信号电压,屏上会出现随信号而变化的图象。3示波管中电子在荧光屏上落点位置的判断方法示波管中的电子在 YY和 XX
3、两个偏转电极作用下,同时参与两个类平抛运动,一方面沿YY方向偏转,另一方面沿 XX方向偏转,找出几个特殊点,即可确定荧光屏上的图形。示波管是一种多功能电学仪器,它的工作原理可以等效成下列情况:如下图所示,真空室中电极 K 发出电子(初速度不计),经过电压为 U1的加速电场后,由小孔 S 沿水平金属板 A、 B 间的中心线射入板中。金属板长为 L,相距为 d,当 A、 B 间电压为 U2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点。已知电子的质量为 m、电荷量为 e,不计电子重力,下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是A U1变大, U2变大B U1变小, U2变大C U1变大, U2变小
4、D U1变小, U2变小(2018海南省三亚市华侨中学三亚学校高二期中)示波管是示波器的核心部件,它3由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果在荧光屏上 P 点出现亮斑,那么示波管中的A极板 X, Y 应带正电B极板 应带正电C极板 应带正电D极板 应带正电如图所示,示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合,若已知加速电压为U1,偏转电压为 U2,偏转极板长为 L,极板间距为 d,且电子被加速前的初速度可忽略,则关于示波器的灵敏度(即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量 )与加速电场、偏转电场的关系,下列说法中正确的是A d 越大,灵敏度越高B L 越大,灵敏度越高C U1越大,
5、灵敏度越高D U2越大,灵敏度越高(2018福建省三明市三地三校高二期中联考)如图所示,一示波管偏转电极的长度d1.5 cm,两极间电场是均匀的, E1.810 4 V/m,( E 垂直于管轴),一个电子以 v03107 m/s 的初速度沿管轴射入,已知电子质量 m910 31 kg,电荷量 q1.610 19 C。求:4(1)电子穿出两极板的时间;(2)电子经过电极后,离开电场时发生的偏移量 y。(2018湖北省武汉华中师范大学第一附属中学高三理综模拟)如图 1 所示是示波管的原理示意图电子从灯丝发射出来经电压为 U1的电场加速后,通过加速极板 A 上的小孔O1射出,沿中心线 O1O2进入
6、MN 间的偏转电场, O1O2与偏转电场方向垂直,偏转电场的电压为 U2,经过偏转电场的右端 P1点离开偏转电场,然后打在垂直 O1O2放置的荧光屏上的 P2点。已知平行金属极板 MN 间距离为 d,极板长度为 L,极板的右端与荧光屏之间的距离为L。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计, P2点到 O3点的距离称为偏转距离 y (1)求 y 的大小(2)实际示波管有两组偏转极板,如图 2 所示,水平极板所加电压为扫描电压,竖直极板所加电压为信号电压,若加如图 3 所示的信号电压与扫描电压,在图 4 中画出荧光屏上呈现的波形(不要求过程)(3)若两偏转电极的
7、板长均为 L,板间距均为 d,右端到荧光屏的距离均为 L,试分析:当信号电压 uyy= U0sint 、所加扫描电压 uxx= U0cost 时,荧光屏上所显示的图案.5【参考答案】B 设经过电压为 U1的加速电场后,速度为 v,在加速电场中,由动能定理得: mv2=eU1,电子进入偏转电场后做类平抛运动,在水平方向上: L=vt,在竖直方向上:,解得: ,由此可知,当 U1变小, U2变大时, y 变大,故选 B。A 电子受力方向与电场方向相反,因电子向 X 向偏转则,电场方向为 X 到 ,则 X带正电,即极板 X 的电势高于极板 。同理可知 Y 带正电,即极板 Y 的电势高于极板,故 A 正确,BCD 错误。【名师点睛】由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向 X、 Y 向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向 X, Y 向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性。6(2)电子在极板中加速度为:电子经过电极后的偏转距离为(1) (2)见解析 (3)电子离开加速电场的速度为 v0,有: 电子偏转电场的加速度为 电子偏转电场的运动时间 电子偏转电场的偏向角为 , 解得: (2)图略(半个正弦波)(3)因电子在偏转电场中的运动时间极短,与交变电场的周期相比可不计,电子在偏转电7场中的运动可视
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