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成为高速电子,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=2.0cm,两极板间加以电压U2=200V的偏转电场.从小孔S射出的电子沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场,之后从偏转电场右侧射出.已知电子的比荷为=1.8×1011C/kg,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速度v

2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y

【答案】13×107m/s23.6×10-3m

【解析】

(1)电子加速过程由动能定理得:

代入数据解得:v=3×107m/s

(2)设电子在偏转电场中运动时间为t,则:

L=vt

解得:t=2×10-9s,电子的加速度为:

带入数据解得:a=1.8×1015m/s2

电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量:

解得:y=3.6×10-3m

答:(1)电子射入偏转电场时的速度v=3×107m/s

2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y=3.6×10-3m

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