问题
计算题
如图所示,在空间中取直角坐标系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)电子经过加速场加速后,到达A点时的速度多大?
(2)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;
(3)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
答案
解:(1)由eU=mv02,得电子进入偏转电场区域的初速度v0=
(2)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t=
y=at2=
因为加速电场的电势差说明y<h,说明以上假设正确
所以
离开时的速度
(3)设电子离开电场后经时间t'到达x轴,在x轴方向上的位移为x',则
则
代入解得