问题 问答题

如图所示,设从灼热金属丝逸出的电子流初速为零,并设该电子流,经加速后进入偏转电场.已知加速电场的电压是U0,偏转极板间的电压是U,偏转板长L,相距d,电子电量为e,质量为m.求:

(1)电子进入偏转电场时的速度v0大小;A

(2)电子离开偏转电场时的侧移距离y;

(3)电子离开偏转电场时的速度v大小.

答案

(1)电子在加速电场中运动时只有电场力做功,

由动能定理得:eu0=

1
2
mv02

解得:v0=

2eu0
m

(2)电子离开偏转电场后做类平抛运动,水平方向匀速,竖直方向初速度为零的匀加速运动;

水平:L=v0t

竖直:y=

1
2
at2

解得:y=

1
2
eu
md
(
L
v0
)2
=
L2u
4u0d

(3)由于竖直方向初速度为零的匀加速运动;

所以:vy=at=

euL
mdv0

v=

v02+vy2
=
2eu0
m
+
e2u2L2
m2d2v0
=
2eu0
m
+
eL2u2
2d2mu0

由动能定理:e

u
d
y=
1
2
mv2-
1
2
mv02

解得:v=

2eu0
m
+
eL2u2
2d2mu0

答:(1)电子进入偏转电场时的速度v0大小为v0=

2eu0
m

(2)电子离开偏转电场时的侧移距离为

L2u
4u0d

(3)电子离开偏转电场时的速度v大小为

2eu0
m
+
eL2u2
2d2mu0

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