题目内容
(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是多大?
(2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取什么范围?
分析:(1)电子在加速电场中,电场力做功为W=eU1,根据动能定理列式求加速电场的电压;
(2)电子恰好能打在荧光屏的上边缘,偏转电压最大.由几何知识求出电子在电场中的偏转位移y,再根据牛顿第二定律和运动学公式推导出y与偏转电压的关系,即可求出偏转电压的范围.
(2)电子恰好能打在荧光屏的上边缘,偏转电压最大.由几何知识求出电子在电场中的偏转位移y,再根据牛顿第二定律和运动学公式推导出y与偏转电压的关系,即可求出偏转电压的范围.
解答:解:(1)设加 电场的电压为U1,由动能定理得:
eU1=
mv02-0 ①
解得 U1=
=
=4.55×103V. ②
(2)设所加电压为U2时,电子恰好能打在荧光屏的上边缘,电子的轨迹恰好与上极板边缘相切,则由类平抛运动规律及几何知识可得:
=
③
其中y为电子在电场中的偏转位移.
又 y=
at2=
(
)2 ④
且y=
=1cm=
⑤
由③④⑤可得:U2=
=364V ⑥
同理要使电子能打在荧光屏下边缘应加反向电压364V ⑦
所以两板间所加电压范围为:-364V≤U2≤364V ⑧
答:
(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是4.55×103V.
(2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取的范围是:-364V≤U2≤364V.
eU1=
| 1 |
| 2 |
解得 U1=
| mv02 |
| 2e |
| 0.91×10-30×(4×107)2 |
| 2×1.6×10-19 |
(2)设所加电压为U2时,电子恰好能打在荧光屏的上边缘,电子的轨迹恰好与上极板边缘相切,则由类平抛运动规律及几何知识可得:
| ||
| y |
L+
| ||
|
其中y为电子在电场中的偏转位移.
又 y=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| U2e |
| dm |
| l |
| V0 |
且y=
| U2el2 |
| 2dmV02 |
| d |
| 2 |
由③④⑤可得:U2=
| DdmV02 |
| e(2L+l)×l |
同理要使电子能打在荧光屏下边缘应加反向电压364V ⑦
所以两板间所加电压范围为:-364V≤U2≤364V ⑧
答:
(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压是4.55×103V.
(2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置,两板间所加电压应取的范围是:-364V≤U2≤364V.
点评:本题是带电粒子在组合场中运动的类型,根据动能定理研究加速过程,运用分解的方法研究类平抛运动,这些常规方法要熟悉.
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