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

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=

1
2
m
v21

偏转距离为y1,沿板方向的位移为

L
2

则有

L
2
=v1

y1=

1
2
a
t21

加速电压为U2时,设电子进入偏转电场时,速度为v2,则有

eU2=

1
2
m
v22

偏转距离为y2,沿板方向的位移为L,

L=v2t2 

y2=

1
2
a
t22

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)

填空题
填空题