题目内容
【题目】水平放置的两块平行金属板长L,两板间距d,两板间电压为U,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0从两板中间射入,已知电子质量m,电荷量e,如图,求:
(1)电子偏离金属板时的侧位移y是多少?
(2)电子飞出电场时的速度是多少?
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若屏与金属板右端相距S,求OP的长?
【答案】(1)电子偏离金属板时的侧位移是;
(2)电子飞出电场时的速度大小为;
(3)OP的长为(s+).
【解析】试题分析:(1)设电子所受电场力为F,加速度为a,在电场运动的时间为t,偏转位移为y,离开电场的速度为V,偏转角度为 α,电子垂直进入电场受到电场力:F=Eq…①
极板间的场强: …②
根据牛顿第二定律得:F=ma…③
电子在电场中做类平抛运动:
L=V0t…④
y=at2…⑤
联立①②③④⑤解之得: …⑥
(2)电子离开电场竖直向上的速度为:vy=at…⑦
离开电场的速度:
…⑧
联立③④⑥⑦解之得:
速度偏转角:
(3)由图可知:OP=y+MP…⑨
有几何关系得:MP=stanα…⑩
联立⑥⑨⑩解之得:OP=(s+)tanθ=(s+)
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