试题分析:(1)t=0时刻进入两板间的电子先沿O
1O
2方向做匀速运动,即有v
0=
,而后在电场力作用下做类平抛运动,在垂直于O
1O
2方向做匀加速运动,设到达B、D端界面时偏离O
1O
2的距离为y
1,则y
1=
=
.
t=
时刻进入两板间的电子先在
时间内做抛物线运动到达金属板的中央,而后做匀速直线运动到达金属板B、D端界面.设电子到达金属板的中央时偏离O
1O
2的距离为y
2,将此时电子的速度分解为沿O
1O
2方向的分量v
0与沿电场方向的分量v
E,并设此时刻电子的速度方向与O
1O
2的夹角为θ,电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离O
1O
2的距离为y
2′,则有y
2=
,tanθ=
=
;解得y
2′=
,因此,y
1:y
2′=1:3.
(2)在t=(2n+1)
(n=0,1,2…)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离O
1O
2的距离最大,因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板,应满足的条件为y
2′≤
,解得板间电太的最大值U
0=
.
(3)设t=nT(n=0,1,2…)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O
2点的距离为Y
1;
t=(2n+1)
(n=0,1,2…)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O
2点的距离为Y
2′,
电子到达荧光屏上分布在△Y=Y
2-Y
1范围内.当满足y
2′=
的条件时,△Y为最大.
根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系,得到tanθ=
,
因此电子在荧光屏上分布的最大范围为△Y=Y
2?Y
1=y
2′?y
1=
。