Question

【題目】一個初速為零的電子在經(jīng)U1=4500V的電壓加速后，垂直平行板間的勻強電場從距兩極板等距處射入，如圖所示，若兩板間距d=1.0cm,板長L＝3.0cm，兩板間的電壓U2=200V；已知電子的帶電量為e=1.6×10－19 C，質(zhì)量為m=0.9×10－30kg，只考慮兩板間的電場，不計重力，求：

（1）電子經(jīng)加速電壓加速后以多大的速度V0進入偏轉(zhuǎn)電場

（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y

（3）電子射出偏轉(zhuǎn)電場后經(jīng)過下極板所在平面上的P點，如圖所示，則P點到下極板右端的距離x

Answer 1

【答案】(1) ；（2）0.1cm；（3）6cm

【解析】試題分析：(1)第一過程電子在加速電場中做勻加速直線運動，利用動能定理可求解；(2)根據(jù)電子在電場中做類平拋運動，利用類平拋運動的規(guī)律列方程即可求解；(3) 根據(jù)電子出電場后做勻速直線運動，將電子出電場時的速度反向延長，延長線與板間的中心線相交于板的中點，利用幾何關(guān)系可求解。

(1) 加速過程，由動能定理得： ，代入數(shù)據(jù)可得： ；

(2)根據(jù)電子在板間做類平拋運動： ，其中， ，由以上三式代入數(shù)據(jù)可得： ；

(3)根據(jù)電子出電場后做勻速直線運動，將電子出電場時的速度反向延長，延長線與板間的中心線相交于板的中點，設(shè)速度反向延長線與水平方向的夾解為，則 ，利用幾何關(guān)系： ，由以上兩式代入數(shù)據(jù)可得： 。

點晴：本題考查電子先在加速電場中做勻加速直線運動，接著進入勻強電場中偏轉(zhuǎn)，最后出電場做勻速直線運動。