2.如图所示,示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速电子的作用;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e=1.6×10-19 C,质量m=9.1×10-31 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1.6×10-16 J,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丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长l=4.0 cm,两板间距离d=1.0 cm,极板右端与荧光屏的距离L=18 cm,当在偏转电极上加u=480sin 100πt(V)的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度v0=3.0×107 m/s,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度。