Question

【題目】如圖所示，真空中有平行正對(duì)金屬板A、B，它們分別接在輸出電壓恒為U=9.0V的電源兩端，金屬板長(zhǎng)L=40cm、兩金屬板間的距離d=3.2cm，A、B兩板間的電場(chǎng)可以視為勻強(qiáng)電場(chǎng)�，F(xiàn)使一電子從兩金屬板左側(cè)中間以v0=2.0×107m/s的速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，然后從兩金屬板右側(cè)射出。已知電子的質(zhì)量m=0.9×10-30kg，電荷量e=1.6×10-19C，兩極板電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)及電子所受的重力均可忽略不計(jì)。求：

(1)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大��；

(2)電子射出電場(chǎng)時(shí)在沿電場(chǎng)線方向上的側(cè)移量y；

(3)從電子進(jìn)入電場(chǎng)到離開(kāi)電場(chǎng)的過(guò)程中，其動(dòng)量增加量.

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)根據(jù)牛頓第二定律和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式求解電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度a的大�。�(2)電子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由,求出時(shí)間，由求出沿電場(chǎng)線方向的側(cè)移；(3)電子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開(kāi)電場(chǎng)根據(jù)動(dòng)量定理求動(dòng)量增量；

(1)設(shè)金屬板A、B間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則

根據(jù)牛頓第二定律有：Ee=ma

聯(lián)立得：

代入數(shù)據(jù)得：

(2)電子以速度v0進(jìn)入金屬板A、B間，在垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

電子射出電場(chǎng)時(shí)在沿電場(chǎng)線方向的側(cè)移量

聯(lián)立得：

代入數(shù)據(jù)可得：

(3)設(shè)電子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)間t內(nèi)，其動(dòng)量的改變量的大小為△p

根據(jù)動(dòng)量定理有：

解得：