题目内容
如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子质量为m,电荷量为e.求:
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(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离.
【答案】
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)设电子经电压U1加速后的速度为V0,根据动能定理得:
解得:![]()
(2)电子以速度υ0进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场中运动的时间为t1,电子的加速度为α,离开偏转电场时的侧移量为y1,根据牛顿第二定律和运动学公式得:![]()
,解得:![]()
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为υy根据运动学公式得υy=at1
电子离开偏转电场后做匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如下图所示
解得:
P至O点的距离为![]()
考点:考查带电粒子在电场中的加速和偏转
点评:难度较大,本题难点在于考查学生公式推导能力,首先经过W=qU计算粒子进入偏转电场的初速度,再由类平抛运动中各分运动具有独立性和等时性求解,注意区分加速电压和偏转电压
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