示波器的原理图如图所示.电子经电压为U1的电场加速后,射入电压为U2的偏转电场,离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点,离荧光屏中心O的侧移为y.已知偏转电场极板的长度为L1,两板间的距离为d,荧光屏离极板右端的距离为L2,
(1)电子在偏转电场中和离开偏转电场后分别做什么运动?
(2)求电子打到荧光屏上时的侧移y.
(1)电子在偏转电场中水平方向不受力,竖直方向受到电场力作用,做类平抛运动,离开偏转电场后不受力,做匀速直线运动.
(2)电子在加速电场中加速时,由动能定理可得
eU1=
mv02 1 2
电子在偏转电场中做类平抛运动,由动力学知识可得:
电子离开偏转电场时的侧位移 y1=
at2 1 2
水平方向 L1=v0t
加速度 a=eU2 md
竖直分速度vy=at
速度偏向角的正切 tanθ=vy v0
电子离开偏转电场后做匀速运动,在打到荧光屏上的这段时间内,竖直方向上发生的位移
y2=L2tanθ
联立以上各式可得
电子打到荧光屏上时的侧移y=y1+y2=
(L1+2L2) U2L1 4U1d
答:(1)电子在偏转电场中做类平抛运动,离开偏转电场后做匀速直线运动;
(2)电子打到荧光屏上时的侧移y为
(L1+2L2).U2L1 4U1d