题目内容
【题目】如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压U1＝2500V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l＝6.0cm，相距d＝2cm，两极板间加以电压U2＝200V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e＝1.6×10－19C，电子的质量m＝0.9×10－30kg，设电子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。求：
(1)电子射入偏转电场时的动能Ek？
(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y？
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W？
【答案】(1) Ek=4.0×10-16J (2)y=0.36cm (3)W=5.76×10－18J
【解析】
(1)电子加速过程中只有电场力做功，由动能定理可得
(2)电子在偏转电场时做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动
竖直方向做匀加速运动，由牛顿第二定律可得
由匀加速位移公式可得
联立解得：
y=0.36cm
(3)电场力为恒力，由做功公式可得
代入数值可得
W=5.76×10－18J
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