题目内容
【题目】如图所示,水平放置的两平行金属板,板长l为10cm,两板相距
。一束由静止开始经加速电场
加速后的电子以
的初速度从两板中央水平射入板间的偏转电场,然后从板间飞出射到距板右端L为45cm、宽D为20cm的荧光屏上。
不计电子重力,荧光屏中点在两板间的中线上,电子质量
,电荷量
,求:
电子飞入偏转电场前所经历的加速电场的电压
;
为使电子能射到荧光屏的所有位置,偏转电场的两极板所加电压的最大值
;
满足
问情况下,偏转电场对到达荧光屏边缘的电子所做的功最大值W。
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【答案】
;
360V;![]()
【解析】
解:
设加速电场的电压为
,由动能定理可得:![]()
化简得:![]()
代入数据得:
V
如图所示,设电子飞出偏转电场时速度为
,和水平方向的夹角为
,偏转电压为
,偏转位移为y,则:电子从偏转电场射出时,不论偏转电压多大,电子都像是从偏转电场的两极板间中线的中点沿直线射出一样,射出电场后电子做匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上,结合图可得:![]()
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联立代入所有数据得:
V
因此偏转电压在![]()
V范围内时,电子可打在荧光屏上的任何位置
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满足
问情况下,电子能到达达荧光屏边缘,由几何关系有:
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联立解得:![]()
偏转电场对电子做的功为:![]()
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