题目内容

(12分)在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压Uo,其周期是T。现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力,求:
(1)若电子从t=0时刻射入,在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出,则电子飞出时速度的大小是多少?
(2)若电子从t=0时刻射入,恰能平行于金属板飞出,则金属板至少多长?
(3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出,电子应从哪一时刻射入,两板间距至少多大?
(1)    (2)v0T     (3)

试题分析:(1)电子飞出过程中只有电场力做功,根据动能定理得:      可求:
(2)若电子恰能平行于金属板飞出,说明电子在竖直方向前半周期做匀加速直线运动,后半周期做匀减速直线运动,到电子飞出电场最少用时为T;则电子水平方向做匀速直线运动:L=v0T
(3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出,要满足两个条件,第一竖直方向的位移为零,第二竖直方向的速度为零;则电子竖直方向只能先加速到某一速度vy再减速到零,然后反方向加速度到vy再减速到零.由于电子穿过电场的时间为T,所以竖直方向每段加速、减速的时间只能为,即电子竖直方向只能先加速时间到达某一速度vy再减速时间速度减小到零,然后反方向加速时间到达某一速度vy,再减速时间速度减小到零,电子回到原高度.根据以上描述电子可以从t时刻进入:
设两板间距至为d,而电子加速时间的竖直位移为:
而电子减速时间的竖直位移也为:h;
所以电子在竖直方向的最大位移为:y=2h
而:y≤,解得:d≥
所以d的最小值为:
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网