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。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10
C,质量
=0.91×10
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简化为如图14乙所示的加速电场,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16×10
J,求加速电压
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=4.0cm,两板间距离
=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,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极的电势低,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、
和
三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
、以初速度5米/秒水平抛出一个石子,落地点的竖直高度为5米,那么平抛运动的水平位移为多少?(g取10m/s2)
如图所示,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧,弹簧左侧挡板的质量不计.设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、 B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,且B与C碰撞时间极短.此后A继续压缩弹簧,直至弹簧被压缩到最短.在上述过程中,求:
(1)B与C相碰后的瞬间,B与C粘接在一起时的速度;
(2)整个系统损失的机械能;
(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能.
如图(a)所示,“”型木块放在光滑水平地面上,木块水平表面AB部分粗糙,BC表面光滑且与水平面夹角为θ = 37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;当力传感器被拉时,其示数为负值.一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,滑块经过B点时无能量损失.传感器记录了物块在CBA运动过程中,力和时间的关系,如图(b)所示.已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,g取10 m/s2.求:
(1)斜面BC的长度;
(2)滑块的质量m
商场工作人员拉着质量m=20kg的木箱沿水平地面运动.若用力F1=100N沿水平方向拉木箱,木箱恰好做匀速直线运动;现改用F2=150N、与水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱上,如图所示.已知sin53°=0.80,cos53°=0.60,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)木箱与地面之间的动摩擦因数;
(2)F2作用在木箱上时,木箱运动的加速度大小;
(3)F2作用在木箱上2.0s时间内木箱移动的距离.
一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v=8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经2.5 s,警车静止开始发动起来,以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,试问:
(1)警车要经多长时间才能追上违章的货车?
(2)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?