Question

【題目】如圖所示是示波器的部分構(gòu)造示意圖，真空室中陰極K不斷發(fā)出初速度可忽略的電子，電子經(jīng)電壓的電場加速后，由孔N沿長L=0.10m相距為d=0.02m的兩平行金屬板A、B間的中心軸線進(jìn)入兩板間，電子穿過A、B板后最終可打在中心為O的熒光屏CD上，光屏CD距A、B板右側(cè)距離s=0.45m.若在A、B間加的電壓。已知電子電荷最e=1.6×10-19C，質(zhì)量m=9.1×10-31Kg.

求:

（1）電子通過孔N時的速度大小；

(2)電子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)位移y；

（3）熒光屏CD上的發(fā)光點距中心O的距離.

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

試題根據(jù)動能定理，電場力做的功等于粒子動能的增量，可求出通過孔N的速度；根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式可以求出電子通過偏轉(zhuǎn)電場的最大距離y；離開偏轉(zhuǎn)電場后斜向上做勻速直線運動，在上一問中可以順便求出偏轉(zhuǎn)角，則在場外繼續(xù)偏轉(zhuǎn)的距離由幾何關(guān)系就可求出。

（1）設(shè)電子通過加速電場到達(dá)N孔的速度大小為v，根據(jù)動能定理：

代入數(shù)據(jù)解得：v= 8×107m/s

（2）設(shè)電子通過加速電場的最大偏移量為y，由類平拋規(guī)律得：

加速度為：

水平方向：L=vt

代入數(shù)據(jù)解得：y= 3.75×10-4m

（3）設(shè)熒光屏上發(fā)光點到O點的距離為y，打在熒光屏上的電子相當(dāng)于從A、B板中心沿直線射出，由幾何關(guān)系得：

代入數(shù)據(jù)解得：Y= 3.75×103m