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    （18分）图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX΄、YY΄组成。偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d。电极YY΄的右端与荧光屏之间的距离为L。这些部件处在同一个真空管中。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转。荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX΄的金属板垂直（其正方向由X΄指向X），y轴与电极YY΄的金属板垂直（其正方向由Y΄指向Y）。已知电子的电量为e，质量为m。可忽略电子刚离开金属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响。

    （1）若加速电极的电压为U0，两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点。求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；

    （2）若再在偏转电极YY΄之间加恒定电压U1，而偏转电极XX΄之间不加电压，

    求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；

    （3）（i）若偏转电极XX΄之间的电压变化规律如图2所示，YY΄之间的电压变化规律如图3所示。由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压不变。请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形； 

    （ii）要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U0、YY΄之间电压的峰值Uy、电极XX΄之间电压的峰值Ux三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的。


     


    （18分）

    （1）电子出加速电场后做匀速直线运动，设速度为υ，根据动能定理得

    eU0 =                         （3分）

         解得               υ=                          （2分）

    （2）设电子在偏转电极YY΄中的运动时间为t1，

    沿垂直电场方向电子做匀速直线运动，则l=υt1                （1分）

    沿平行电场方向电子做初速度为0的匀加速直线运动，则

    y1=                          （1分）

          此过程中电子的加速度大小                       （1分）

          电子在y方向的速度υy= a t1                               （1分）

          电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏。则

                                L= υ t2                            （1分）

                                y2 = υy t2                           （1分）

          电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离  y= y1+y2

          解得                                      （2分）

    （3）

    （i）如答图4所示（2分）

    （ii）减小U0  

    或 增大Uy（3分）

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?天门二模）图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX′、YY′组成．偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d．电极YY′的右端与荧光屏之间的距离为L．这些部件处在同一个真空管中．电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转．荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX′的金属板垂直（其正方向由X′指向X），y轴与电极YY′的金属板垂直（其正方向由Y′指向Y）．已知电子的电量为e，质量为m．可忽略电子刚离开金属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响．
    （1）若加速电极的电压为U0，两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点．求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；
    （2）若再在偏转电极YY′之间加恒定电压U1，而偏转电极XX′之间不加电压，求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；
    （3）（i）若偏转电极XX′之间的电压变化规律如图2所示，YY′之间的电压变化规律如图3所示．由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压不变．请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；
    （ii）要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U0、YY′之间电压的峰值Uy、电极XX?之间电压的峰值Ux三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的．

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    科目：高中物理 来源：物理教研室 题型：038

    如图所示，图(1)是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成．电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点．若 亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏看到一条亮线．

    (1)如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示Uy＝Umsinωt的电压，试由图(2)证明荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即y′＝ymsinωt，并在荧光屏图(4)画出所观察到的亮线的形状．(设偏转电压频率较高)

    (2)如果只在偏转电极XX′上加上如图(5)所示的电压，试在图(6)上画出所观察到的亮线的形状．

    (3)如果在偏转电极YY′上加上Uysinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图(5)所示的电压，试在图(7)上画出观察到的亮线的形状．

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：038

    如图所示，图(1)是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成．电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点．若 亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏看到一条亮线．

    (1)如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示Uy＝Umsinωt的电压，试由图(2)证明荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即y′＝ymsinωt，并在荧光屏图(4)画出所观察到的亮线的形状．(设偏转电压频率较高)

    (2)如果只在偏转电极XX′上加上如图(5)所示的电压，试在图(6)上画出所观察到的亮线的形状．

    (3)如果在偏转电极YY′上加上Uysinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图(5)所示的电压，试在图(7)上画出观察到的亮线的形状．

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图17-6-8所示，图(1)是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成.电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点.若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏看到一条亮线.

    图17-6-8

    (1)如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示Uy=Umsinωt的电压，试由图(2)证明荧光屏上亮点的偏移也将按正弦规律变化，即y′=ymsinωt，并在荧光屏图(4)中画出所观察到的亮线的形状.

    (设偏转电压频率较高)

    (2)如果只在偏转电极XX′上加上如图(5)所示的电压，试在图(6)上画出所观察到的亮线的形状.

    (3)如果在偏转电极YY′上加上Uysinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图(5)所示的电压，试在图(7)上画出观察到的亮线的形状.

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    科目：高中物理 来源：2011年湖北省天门市高考物理二模试卷（解析版） 题型：解答题

    图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX′、YY′组成．偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d．电极YY′的右端与荧光屏之间的距离为L．这些部件处在同一个真空管中．电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转．荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX′的金属板垂直（其正方向由X′指向X），y轴与电极YY′的金属板垂直（其正方向由Y′指向Y）．已知电子的电量为e，质量为m．可忽略电子刚离开金属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响．
    （1）若加速电极的电压为U，两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点．求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；
    （2）若再在偏转电极YY′之间加恒定电压U1，而偏转电极XX′之间不加电压，求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；
    （3）（i）若偏转电极XX′之间的电压变化规律如图2所示，YY′之间的电压变化规律如图3所示．由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压不变．请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；
    （ii）要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U、YY′之间电压的峰值Uy、电极XX?之间电压的峰值Ux三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的．

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