Question

【題目】一個(gè)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(qiáng)電場(chǎng)從距兩極板等距處射入，如圖所示，若兩板間距d=1.0cm,板長(zhǎng)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(chǎng)，不計(jì)重力，求：

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

（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y

（3）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)下極板所在平面上的P點(diǎn)，如圖所示，則P點(diǎn)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(guò)程電子在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，利用動(dòng)能定理可求解；(2)根據(jù)電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，利用類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列方程即可求解；(3) 根據(jù)電子出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，將電子出電場(chǎng)時(shí)的速度反向延長(zhǎng)，延長(zhǎng)線與板間的中心線相交于板的中點(diǎn)，利用幾何關(guān)系可求解。

(1) 加速過(guò)程，由動(dòng)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(yùn)動(dòng)： ，其中， ，由以上三式代入數(shù)據(jù)可得： ；

(3)根據(jù)電子出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，將電子出電場(chǎng)時(shí)的速度反向延長(zhǎng)，延長(zhǎng)線與板間的中心線相交于板的中點(diǎn)，設(shè)速度反向延長(zhǎng)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(diǎn)晴：本題考查電子先在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，接著進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，最后出電場(chǎng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。