Question

如圖所示是示波器的部分構(gòu)造示意圖，真空室中陰極K不斷發(fā)出初速度可忽略的電子，電子經(jīng)電壓U=4.55×l0³V的電場加速后，由孔N沿長L=0.10m相距為d=0.020m的兩平行金  屬板A、B間的中心軸線進(jìn)入兩板間，電了穿過A、B板后最終可打在中心為O的熒光屏CD上，光屏CD距A、B板右側(cè)距離S=0.45m．若在A、B間加U_AB=27.3V的電壓．已知電子電荷最e=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=9.1×10^-31kg．求：
（1）電子通過孔N時(shí)的速度大小；
（2）熒光屏CD上的發(fā)光點(diǎn)距中心O的距離．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)動能定理列式求解即可；
（2）電子的運(yùn)動分為三個(gè)過程，直線加速過程，偏轉(zhuǎn)過程和勻速運(yùn)動過程；對于偏轉(zhuǎn)過程需將其運(yùn)動分解為沿水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動研究．
解答：解：（1）設(shè)電子通過加速電場到達(dá)N孔的速度大小為v，根據(jù)動能定理，有
eU=mv²
解得：
v===4×10⁷m/s
即電子通過孔N時(shí)的速度大小為4×10⁷m/s．
（2）設(shè)電子通過加速電場的最大偏轉(zhuǎn)位移為y，由類平拋運(yùn)動得
y=
L=vt
解得：y==7.5×10^-4m
設(shè)熒光屏上亮線的總長度為Y．由于所有的打到熒光屏上的電子相當(dāng)于從A、B板中心沿直線射出．由幾何關(guān)系得
=
解得：Y==0.0075m
即熒光屏CD上的發(fā)光點(diǎn)距中心O的距離為0.0075m．
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵將電子的運(yùn)動分為直線加速、電偏轉(zhuǎn)和離開電場的勻速運(yùn)動三個(gè)過程分析，對于類平拋運(yùn)動要運(yùn)用正交分解法分解為水平和豎直方向的直線運(yùn)動來研究．