问题 多选题

如图所示为一电子射线演示仪的简图,Ⅰ区为加速电场,电压大小为U,Ⅲ区为匀强的减速电场,电压大小为2U,Ⅱ区为接地的中空金属壳体,a.b两点分别在Ⅱ.Ⅲ区域的中点,若a点场强为Ea,b点的电势为φb,由灯丝 k加热发射出的电子(初速忽略不计)电荷量为-e,经加速后运动到a点的动能为Eka,到b点的动能为Ekb.则(  )

A.Ea=0,φb=-U

B.Ea=0,φb=U

C.Eka=eU,Ekb=0

D.Eka=eU,Ekb=2eU

答案

A、B中空金属壳体处于静电平衡状态,内部的场强处处为零,则有Ea=0.金属壳体接地,电势为零,即有φa=0,b在Ⅲ区域的中点,其电势高于a点的电势,a、b间电势差为Uab=-U,则b点的电势为φb=-U.故A正确,B错误.

C、D电子穿过Ⅱ区时,电场力不做功,由动能定理得:

    k→b过程:-e(-U)-eUab=Ekb-0,

    k→a过程:-e(-U)=Ea

又Uab=-U,

解得:Ea=eU,Ekb=0

故选AC

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