如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h).已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差U>,电子的重力忽略不计,求:
(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离L.
(1)由eU=m得,电子进入偏转电场区域时的初速度为 v0=
设电子从MN离开,则电子从A点进入到离开匀强电场区域的时间
t==d
y=at2=
因为加速电场的电势差U>,说明y<h,说明以上假设正确.
故vy=at=•d=
离开时的速度为 v==
(2)设电子离开电场后经过时间t′到达x轴,在x轴方向上的位移为x′,则
x′=v0t′,y′=h-y=h-t=vyt′
则L=d+x′=d+v0t′=d+v0(-)=d+h-=+h
代入解得 L=+
答:
(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t是d.离开电场区域时的速度v是.
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离L是+.