Question

【題目】如圖甲所示，真空中的電極被連續(xù)不斷均勻地發(fā)出電子（設(shè)電子的初速度為零），經(jīng)加速電場加速，由小孔穿出，沿兩個彼此絕緣且靠近的水平金屬板、間的中線射入偏轉(zhuǎn)電場，、兩板距離為、、板長為，兩板間加周期性變化的電場，如圖乙所示，周期為，加速電壓為，其中為電子質(zhì)量、為電子電量，為、板長，為偏轉(zhuǎn)電場的周期，不計(jì)電子的重力，不計(jì)電子間的相互作用力，且所有電子都能離開偏轉(zhuǎn)電場，求：

(1)電子從加速電場飛出后的水平速度大�。�

(2)時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時距、間中線的距離；

(3)在足夠長的時間內(nèi)從中線上方離開偏轉(zhuǎn)電場的電子占離開偏轉(zhuǎn)電場電子總數(shù)的百分比。

Answer 1

【答案】(1) ；(2) ；(3)

【解析】

(1)加速電場加速。由動能定理得

解得

(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場里水平方向勻速運(yùn)動，豎直方向勻加速運(yùn)動。

水平方向有

所以運(yùn)動時間

豎直方向有

解得

(3)由上問可知電子在電場中的運(yùn)動時間均為，設(shè)電子在時加速度大小為，時加速度大小為，由牛頓第二定律得：

在時間內(nèi)，設(shè)時刻射入電場中的電子偏轉(zhuǎn)位移剛好為，則：

解得

即時間內(nèi)射入電場中的電子這段時間均可從中垂線上方飛出。

這段時間內(nèi)，設(shè)能夠從中垂線上方飛出粒子的時間間隔為，時刻射入的電子剛好偏轉(zhuǎn)位移為，則有

解得

所以

所以從中線上方離開偏轉(zhuǎn)電場的電子占離開偏轉(zhuǎn)電場電子總數(shù)的百分比