Question

【題目】如圖，電子從燈絲發(fā)出（初速度不計），經(jīng)燈絲與板間的加速電壓加速，從板中心孔沿中心線射出，然后進入兩塊平行金屬板、形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場），電子進入、間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的點．已知加速電壓為， 、兩板間的電壓為，兩板間的距離為，板長為，板右端到熒光屏的距離為，電子的質(zhì)量為，電荷量為．問：

（1）電子離開板，剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度．

（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出的側(cè)移量．

（3）熒光屏上點到點的距離．

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：電子在加速電場U1中運動時，電場力對電子做正功，根據(jù)動能定理求解電子穿過A板時的速度大小；電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，根據(jù)進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度和極板長度求出粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間；粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，豎直方向做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)粒子受力和運動時間求出側(cè)向位移量；粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，水平方向做勻速直線運動求出運動時間，豎直方向亦做勻速直線運動由時間和速度求出偏轉(zhuǎn)位移，再加上電場中的側(cè)位移即為OP的距離．

（1）設電子經(jīng)電壓加速后的速度為，根據(jù)動能定理得： ，計算得出： ．

（2）在豎直方向電子做初速度為0的勻加速運動，已知偏電壓為U2，極板間距為d，則電子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力：
由牛頓第二定律知，電子產(chǎn)生的加速度

運動時間

所以電子在偏轉(zhuǎn)電場方向上的側(cè)位移

（3）由（3）分析知，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向的速度

電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，

電子在水平方向的分速度，產(chǎn)生位移為S，電子運動時間
電子在豎直方向的分速度，

產(chǎn)生位移
所以電子偏離O點的距離