知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，如图1所示是示波管的原理图．示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空．电子从灯丝K发射出来（初速度可不计），经电压为U₀的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY′、XX′．当偏转电极XX′、YY′上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑．

（1）只在偏转电极YY′上加不变的电压U₁，电子束能打在荧光屏上产生一个亮斑．已知偏转电极YY′的极板长为L，板间的距离为d，YY′间的电场可看做匀强电场．电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力以及电子间的相互作用力．求电子刚飞出YY′间电场时垂直于极板方向偏移的距离．
（2）只在偏转电极YY′上加u=U₁sinωt的交流电压，试在图2中画出荧光屏上的图形．
（3）在YY′上加如图3所示的正弦交流电压，同时在XX′上加如图4所示的周期性变化的电压，假设U_XX′=-U₂ 和U_XX′=U₂时，电子束分别打在荧光屏上的A、B两点，试在图5中画出荧光屏上的图形．

难度：中等

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2．如图所示，一示波管偏转电极的长度为d，两极间的电场是均匀的，大小为E（E垂直于管轴），一个初速度为0的电子经电压为U的加速电场加速后，沿管轴注入，已知电子质量m，电量为e
（1）求电子出偏转电极时竖直方向上的偏转距离y
（2）若偏转电极的右边缘到荧光屏的距离为L，求电子打在荧光屏上产生的光点偏离中心O的距离y′．

难度：中等

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3．如图所示的示波管，电子由阴极发射后，经电子枪加速水平飞入偏转电场，最后打在荧光屏上，已知电子质量为m，带电量为-e，加速电压为U₁，偏转电压为U₂，两偏转极板间距为d，板长为L₁，从偏转极板到荧光屏的距离为L₂
求：（1）电子离开加速电场时的速度；
（2）电子打在荧光屏上的偏距OP．

难度：中等

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4．如图所示，为一示波管的示意图，阴极和阳极间的加速电压U₁=2500V，偏转板y₁和y₂间的偏转电压为U₂=200V，两板间距离为d=2.0cm，板长为L=6.0cm，偏转板右侧到荧光屏的距离为l=18.0cm．已知电子的质量m=0.90×10^-30kg和电子的电荷量e=1.60×10^-19C．从阴极发射出的电子（设初速为零），经阴极和阳极间电场加速后，又经匀强电场作用打在荧光屏的P点上，求：
（1）电子从阳极小孔中穿出时速度v₀的大小；
（2）电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
（3）P点到荧光屏中心O的距离Y；（本题结果保留两位有效数字）

难度：中等

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5．如图所示的示波管，电子由阴极发射后，经电子枪加速水平飞入偏转电场，最后打在荧光屏上，已知加速电压为U₁，偏转电压为U₂，两偏转极板间距为d，板长为L₁，从偏转极板到荧光屏的距离为L₂，求电子打在荧光屏上的偏距OP．

难度：较难

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6．如图1所示是示波管的原理图（答卷上为只有偏转电极YY’的正视平面图），两偏转电极YY’和XX’的板长均为l=2cm，板间距均为d=0.5cm，YY’偏转电极边缘离屏距离L_Y=19cm，XX’偏转电极边缘离屏距离L_X=15cm，电子枪的加速电压为U_0加=2000V，加在YY’偏转电极上的信号电压U_y按正弦规律变化，如图2所示，其最大值U_Ymax=100V，变化周期T_Y=0.01s．加在XX’偏转电极上的扫描电压变化如所示，最大值U_Xmax=250V，变化周期T_X=0.02s．在上述条件下，电子穿过极板时间极短且能全部通过两偏转电极，打到屏上可观察的范围内．
（1）请分别求出在竖直方向电子打到屏上的最大偏移量Y_max．
（2）若算出水平方向的最大偏转量X_max=4cm，U_Y为正时，向上偏移．U_X为正时，向右偏移．（U_Y=0，U_X=0时，电子打在屏坐标原点），请结合题给U_Y和U_X随时间变化的图象，在如图3屏坐标上画出显示的曲线．

难度：较难

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