(2010?長春一模)如圖所示,靜止的電子在加速電壓為U1的電場作用下從O經(jīng)P板的小孔射出,又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓為的電場作用下偏轉(zhuǎn)一段距離.現(xiàn)使U1加倍,要想使電子的運動軌跡不發(fā)生變化,應(yīng)該( 。
分析:電子在加速電壓作用下獲得速度,根據(jù)動能定理得到速度的表達(dá)式,電子垂直進(jìn)入平行金屬板間的勻強電場中做類平拋運動,運用運動的分解法,得出偏轉(zhuǎn)距離、偏轉(zhuǎn)角度與加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系,再進(jìn)行分析.
解答:解:設(shè)平行金屬板板間距離為d,板長為l.電子在加速電場中運動時,由動能定理得:
   eU1=
1
2
m
v
2
0

垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場做類平拋運動,則有
    水平方向:l=v0t,
    豎起方向:y=
1
2
at2
,vy=at,又a=
eU2
md
,tanθ=
vy
v0

聯(lián)立以上四式得:偏轉(zhuǎn)距離y=
U2l2
4dU1
,偏轉(zhuǎn)角度tanθ=
U2l
2dU1
,現(xiàn)使U1加倍,要想使電子的運動軌跡不發(fā)生變化,偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度tanθ都不發(fā)生變化,則必須使U2加倍.
故選A
點評:本題電子先加速,后偏轉(zhuǎn),根據(jù)動能定理和牛頓運動定律、運動學(xué)公式結(jié)合得到偏轉(zhuǎn)距離y=
U2l2
4dU1
,偏轉(zhuǎn)角度tanθ=
U2l
2dU1
,采用的是常規(guī)思路.
練習(xí)冊系列答案
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