题目内容
【题目】如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上关于电子的运动,下列说法中正确的是( )
A. 滑片向右移动时,电子打在荧光屏上的位置下降
B. 滑片向左移动时,电子打在荧光屏上的位置下降
C. 电压U增大时,电子打在荧光屏上的速度大小不变
D. 电压U增大时,电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
【答案】AD
【解析】
粒子在电场中加速时,滑动触头向右移动时,加速电压增大,加速后速度变大,粒子在偏转电场中运动时间变短,粒子在平行偏转电场方向的位移减小。同理触头向左移动时,加速电压减小,加速后速度变小,粒子在电场中运动时间变长,粒子在平行偏转电场方向的位移增大;当加速电压不变时,偏转电压变化,影响平行电场方向的电场力的大小,也就是影响加速度的大小,粒子在电场中运动时间不变,改变偏转的位移大小。
设加速电压为U′由题意知,电子在加速电场中加速运动,根据动能定理得:,电子获得的速度为:
电子进入偏转电场后做类平抛运动,也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为:
电子在电场方向偏转的位移为:
垂直电场方向做匀速直线运动,粒子在电场中运动时间为
又因为偏转电场方向向下,所以电子在偏转电场里向上偏转。
A、滑动触头向右移动时,加速电压变大,所以电子获得的速度v增加,由上式得知,电子在电场中运动时间t减少,故电子偏转位移y变小,因为电子向上偏转,故在屏上的位置下降,故A正确;
B、滑动触头向左移动时,加速电压变小,所以电子获得的速度v减小,由上式得知,电子在电场中运动时间t增大,故电子偏转位移y变大,因为电子向上偏转,故在屏上的位置上升,故B错误;
D、偏转电压增大时,电子在电场中受到电场力增大,即电子偏转的加速度度a增大,又因为加速电压不变,电子进入电场的速度没有变化,电子在电场中运动的时间t没有发生变化,故D正确;
C、偏转电压增大时,电子在电场中受到的电场力增大,即电子偏转的加速度a增大,又因为电子获得的速度v不变,电子在电场中运动的时间不变,a增大,而电子打在屏上的速度为:故电子打在屏上的速度增大,故C错误;
故选AD。