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?
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(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?
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(1)
(2)v0T (3)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004120511792.png)
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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:
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(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
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设两板间距至为d,而电子加速
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而电子减速
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所以电子在竖直方向的最大位移为:y=2h
而:y≤
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所以d的最小值为:
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