Question

示波管是一種多功能電學儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如圖4所示，真空室中電極K發出電子(初速度不計)，經過電壓為U₁的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板間．金屬板長為L，相距為d，當A、B間電壓為U₂時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點．已知電子的質量為m，電荷量為e，不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是        (　　)

A．U₁變大，U₂變大            B．U₁變小，U₂變大
C．U₁變大，U₂變小            D．U₁變小，U₂變小

Answer 1

B

當電子離開偏轉電場時速度的反向延長線一定經過偏轉電場中水平位移的中點，所以電子離開偏轉電場時偏轉角度越大(偏轉距離越大)，亮點距離中心就越遠．
設電子經過U₁加速后速度為v₀，根據題意得：
eU₁＝mv₀²                                                                                   ①
電子在A、B間做類平拋運動，當其離開偏轉電場時沿電場方向的分速度為：v_y＝at＝·                                                           ②
結合①②式，速度的偏轉角θ滿足：tanθ＝＝.
顯然，欲使θ變大，應該增大U₂、L，或者減小U₁、d.正確選項是B.