问题
问答题
真空室中有如图所示的装置.电极K发出的电子(初速不计)经过加速电场后,由小孔O沿水平放置的偏转板M、N间的中心轴线UOO′射入.M、N板长为L,两板间加有恒定电压,它们间的电场可看作匀强电场.偏转板右端边缘到荧光屏P的距离为s.当加速电压为U1时,电子恰好打在N板中央的A点;当加速电压为U2时,电子打在荧光屏的B点.已知A、B点到中心轴OO′的距离相等.求U1:U2.
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答案
设电子电量为e,质量为m.
由题意,电子在偏转电场中做类平抛运动,加速度为a,且保持不变.
加速电压为U1时,设电子进入偏转电场时,速度为v1,则有eU1=
m1 2 v 21
偏转距离为y1,沿板方向的位移为
,L 2
则有
=v1t L 2
y1=
a1 2 t 21
加速电压为U2时,设电子进入偏转电场时,速度为v2,则有
eU2=
m1 2 v 22
偏转距离为y2,沿板方向的位移为L,
L=v2t2
y2=
a1 2 t 22
如图所示,电子从C点离开电场,沿直线CB匀速运动打在B点,
由几何关系,
=y1+y2 s at2 v2
由上综合而得,
=U1 U2 L 4(L+2s)
答:两种情况下的电压之比为,
=U1 U2 L 4(L+2s)