一道高中物理问题：如图A所示为示波管的原理图,图b表示荧光屏的界面,从发热的灯丝射出的电子……
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发布时间：2022-04-25 00:00
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热心网友
时间：2023-10-16 03:00
感觉这题目有陷阱
设经过U1加速后的电子速度为v1，这个速度是垂直荧光屏的
因为电场U2是垂直原来v1的方向的，所以偏转电场不敢变原来方向的速度，
只是附加了一个平行荧光屏的速度v2
极板长4cm，极板右端离荧光屏8cm，从垂直荧光屏方向看
所以通过极板的时间和离开极板到达荧光屏的时间比是1：2
从平行荧光屏方向看
在极板中是初速为0末速为v2的匀加速运动，平均速度是v2/2
离开极板后是速度为v2的匀速运动，速度是v2
那么平行荧光屏方向，
在极板中的位移和离开极板后到荧光屏的位移之比是1：4
由于极板的距离是1cm，所以在极板中最大的的位移只有0.5cm
所以离开极板后最大的位移是2cm
那么最大的偏转距离只有2.5cm
如果没有考虑这一点的话
按照20cm直径的屏幕最大有10cm
但是其实达不到10cm距离，而最大只有2.5cm的偏转
经过U1加速后，电子的动能是eU1=(1/2)m(v1)²
v1是从经U1加速后的速度，也就是垂直荧光屏的速度
m是电子质量,e是电子电荷
从电子进入偏转极板计算
偏转极板长度是l=4cm
那么经过偏转极板的时间t=l/v1
偏转极板的距离是d=1cm，那么偏转电场强度是E=U2/d
那么电子偏转的加速度是a=eE/m
那么，刚离开偏转电场时平行荧光屏方向的速度v2=at
这时候平行荧光屏方向的位移是s1=(1/2)at²
s1=(1/2)at²
=(1/2)(eE/m)(l/v1)²
=(1/2)l²(eU2/d)/(mv1²)
=(1/2)l²/(2d)(U2/U1)
最大偏转时s1=0.5cm，代入上式得
U2=s1U1(4d)/l²=0.5cm*2500V*4*1cm/(4cm)²=312.5V
如果不考虑极板的阻挡，认为真的能够达到10cm
那么根据之间的推断，在极板中要偏转2cm，是0.5cm的4倍
那么需要的偏转电压也增加到4倍为1250V
不知道出题人的意思是怎样，如果不考虑极板的阻挡那么
U2的最大取值是1250V，达到最大偏转10cm
但是按实际情况计算，这时候电子早全打到极板上了
所以所加的最大电压应该是312.5V，这时候偏转2.5cm
