Question

【題目】如圖所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加一電壓U1=2500V，發(fā)射出的電子被加速后成為高速電子，從金屬板上的小孔S射出．裝置右側(cè)有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，板長l=6.0cm，相距d=2.0cm，兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場．從小孔S射出的電子沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場，之后從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)射出．已知電子的比荷為=1.8×1011C/kg，設(shè)電子剛離開金屬絲時的速度為0，忽略金屬極板邊緣對電場的影響，不計電子受到的重力．求：

（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v；

（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y；

Answer 1

【答案】（1）3×107m/s（2）3.6×10-3m

【解析】

(1)電子加速過程由動能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得：v=3×107m/s

(2)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間為t，則：

L=vt

解得：t=2×10-9s，電子的加速度為：

帶入數(shù)據(jù)解得：a=1.8×1015m/s2

電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量：

解得：y=3.6×10-3m

答：（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v=3×107m/s；

（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y=3.6×10-3m；