问题 问答题

如图1所示,电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0.电容器板长为L1,板间距离为d,下极板接地.电容器右端到荧光屏的距离为L2.在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图2所示,每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的.求:

(1)电子打在荧光屏上的位置到O点的距离y与交变电压u的函数关系式;

(2)若L1=L2=d=10cm,则t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的位置距离O点的距离.

答案

(1)电子经加速电场加速,有qU0=

1
2
m
v20

经偏转电场后侧向偏转的距离y′=

1
2
at2=
1
2
?
qu
md
(
L1
v0
)2

联立以上两式得:y′=

u
L21
4U0d

根据几何知识得:

y
y′
=
1
2
L1+L2
1
2
L1

则得y=

L1+2L2
L1
y′=
L1+2L2
L1
?
u
L21
4U0d
=
(L1+2L2)L1
4U0d
u

(2)由图2读出t=0.06s时刻的电压u=

9
5
U0,L1=L2=d=10cm,代入上式得y=
9
20
L1=4.5cm

答:

(1)电子打在荧光屏上的位置到O点的距离y与交变电压u的函数关系式是y=

(L1+2L2)L1
4U0d
u;

(2)若L1=L2=d=10cm,则t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的位置距离O点的距离是4.5cm.

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