如图所示,在空间中直角坐标系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的大小;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
(1),
(2)
(1)由动能定理得: (1) 3分
电子进入偏转电场区域的初速度:
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:
(2) 2分
(3) 2分
因为加速电场的电势差U>, 说明y<h,说明以上假设正确 2分
所以: (4) 2分
离开电场时的速度v==
(5) 2分
(2)设电子离开电场后经过时间轴方向上的位移为
,则
(6) 1分
(7) 1分
则
(8) 2分
代入解得: (9) 2分