问题描述:
如图所示的真空管中,质量为m,电量为e的电子从灯丝F发出,经过电压U1加速后,沿中心线射入相距为d的两平行金属板B、C间的匀强电场中,通过电场后打到荧光屏上,设B、C间电压为U2,B、C板长为L1,平行金属板右端到荧光屏的距离为L2,求:(1)电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角.
(2)电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离.
最佳答案:
电子在真空管中的运动过分为三段,从F发出在电压U1作用下的加速运动;进入平行金属板B、C间的匀强电场中做类平抛运动;飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动.
(1)设电子经电压U1加速后的速度为v1,根据动能定理有:eU1=
1 |
2 |
v | 21 |
电子进入B、C间的匀强电场中,在水平方向以v1的速度做匀速直线运动,竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动,其加速度为:a=
eE |
m |
eU2 |
dm |
电子通过匀强电场的时间t=
l1 |
v1 |
电子离开匀强电场时,竖直方向速度vy=at=
eU2l1 |
dmv1 |
设电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角为θ,
则tanθ=
vy |
v1 |
eU2l1 |
dmv12 |
U2l1 |
2dU1 |
所以θ=arctan
U2l1 |
2dU1 |
(2)电子通过匀强电场时偏离中心线的位移y1=
1 |
2 |
1 |
2 |
eU2 |
dm |
| ||
|
U2
| ||
4U1d |
电子离开电场后,做匀速直线运动射到荧光屏上,竖直方向的位移y2=l2tanα=
U2 5A范文网用户 2016-11-24
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