题目内容
【题目】相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为v0,质量为m,电量为-e,在AB 两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0< k <1, ;紧靠B板的偏转电场电压也等于U0 ,板长为L,两板间距为d,距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。
(1)在0—T 时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离。(结果用L、d 表示)
(2)撤去偏转电场及荧光屏,当k 取恰当的数值,使在0—T 时间内通过电容器B 板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k 值。
【答案】(1) (2)
【解析】
试题分析:(1)电子经过电容器内的电场后,速度要发生变化.
在时间内,设穿出B板后速度变为v1,由动能定理得:
将
代入后解得:
在偏转电场中,电子运动时间,侧移量,
解得:.
根据偏转电场中的推论“似是中点来”其打在荧光屏上的坐标
在kT-T 时间内,穿出B板后速=度变为v2,同理可得:,
,.
荧光屏上两个发光点之间的距离:
(2)要求在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,前后两段电子束的长度必须相等(且刚好重叠),第一束长度:;第二束长度:;
当时,即,
解得
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