示波器原理典型题目.doc

1、 示波器原理11(11 安徽 18)图（a）为示管的原理图。如果在电极 YY之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极 XX 之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）2.11 通州一摸20如图甲所示为示波管的构造示意图，现在 xx上加上 uxxt 信号（如图乙所示，周期为 2T） ；在 yy上加上 uyyt 信号(如图丙所示，周期为 T)，则在示波管屏幕上看到的图形是丁图中的（ D ）3.11 西城一摸 23 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

2、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。电子枪中的金属丁亮斑荧 光 屏YYXXXYY偏转电极电子枪Xttt1 2t12t13t1t1UxUyO O图(a)图(b) 图(c)A B CD示波器原理2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

3、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

4、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。4.（05 全国 I 25）图 1 中 B 为电源，电动势 ，内阻不计。固定电阻 ，V27 501RR2 为光敏电阻。C 为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长 ，两极ml21.8t4t02t0Ux-UxO UXX 图 2 t0 2t0Uy-UyO tUYY 图 3 O xy图 4xyo亮点XY图 1加速电极示波器原理3板的间距 。S 为屏，与极板垂直，到极板的距离 。P 为一圆盘，md210. ml16.02由形状相同、透光率

5、不同的三个扇形 a、b 和 c 构成，它可绕 轴转动。当细光束通过扇形Aa、b、c 照射光敏电阻 R2 时，R 2 的阻值分别为 1000、 2000、4500。有一细电子束沿图中虚线以速度 连续不断地射入 C。已知电子电量 ，电子，sv/.850 Ce13.电子质量 。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。kg319假设照在 R2 上的光强发生变化时 R2 阻值立即有相应的改变。（1）设圆盘不转动，细光束通过 b 照射到 R2 上，求电子到达屏 S 上时，它离 O 点的距离y。 （计算结果保留二位有效数字） 。（2）设转盘按图 1 中箭头方向匀速转动，每 3 秒转一圈。取光

6、束照在 a、b 分界处时 t=0，试在图 2 给出的坐标纸上，画出电子到达屏 S 上时，它离 O 点的距离 y 随时间 t 的变化图线（06s 间） 。要求在 y 轴上标出图线最高点与最低点的值。 （不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。 ）5.10 天津 12 质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N 为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L，板右端到屏的距离为 D，且 D 远大于示波器原理4L，OO 为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离 OO 的距离。以屏中心 O为原点建立 xOy 直角坐标系，其中 x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向

7、。（1）设一个质量为 m0、电荷量为 q0 的正离子以速度 v0 沿 OO 的方向从 O点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上 O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为 E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离 O 点的距离 y0;(2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y 方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从 O点沿 OO 方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取 y 坐标相同的两个光点，对应的 x 坐标分别为 3.24mm 和 3.00mm，其中 x 坐标大的光点是碳 12 离子击中屏产生的，

8、另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板间运动时 OO 方向的分速度总是远大于 x 方向和 y 方向的分速度。6.（10 海淀一摸）示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图 14 甲所示。电子枪具有释放出电子并使电子聚集成束以及加速的作用；偏转系统使示波器原理5电子束发生偏转；电子束打在荧光屏形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量 e1.610 -19 C，质量 m0.9110 -30 kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。（1）电子枪的三级加速可以简化为如图 14 乙所

9、示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到 1.610-16J，求加速电压 U0 为多大；（2）电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿 Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图 14 丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长 l4.0 cm，两板间距离 d1.0 cm，极板右端与荧光屏的距离 L18 cm，当在偏转电极 U 上加 u480 sin100t V 的正弦交变电压时，如果电子进入偏转系统的初速度 v0=3.0107 m/s，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度；（3）如图 14 甲所示，电子枪中灯丝用来加热阴极，使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴

10、极低，调节阴极与控制栅极之间的电压，可控制通过栅极电子的数量。现要使电子打在荧光屏上电子的数量增加，应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。电子枪中 A1、A 2 和 A3 三个阳极除了对电子加速外，还共同完成对电子束的聚焦作用，其中聚焦的电场可简化为如图 14 丁所示的电场，图中的虚线是该电场的等势线。请说明聚焦电场如何实现对电子束的聚焦作用。作业甲灯电子枪 偏转系统丝F K阴极控制栅极G一第阳极A1第阳极A2二第阳极A3三 Y偏转板X偏转板荧光屏U0K A乙 丙偏转电压Llv0图 14丁32V30V示波器原理61.11 丰台 19. 示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。图甲为示波器的原理结构图，电子经电压 Uo 加速后进入偏转电场。竖直极板 AB 间加偏转电压 UAB、水平极板间 CD 加偏转电压 UCD，偏转电压随时间变化规律如图乙所示。则荧光屏上所得的波形是（ B ）SDCBAUoUABsUCDKtUABT2TOtUCDT 2TO图乙甲图yxAyxBO OyxCOyxDO