在真空室内速度为v=6.4×107m/s的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入,如图所示,极板长L=8.0×10-2m,两极板间距离d=5.0×10-3m,两极板不带电时,电子束将沿中心线

◎ 题目

在真空室内速度为v=6.4×107m/s的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入,如图所示,极板长L=8.0×10-2m,两极板间距离d=5.0×10-3m,两极板不带电时,电子束将沿中心线射出极板。今在两极板间加上50Hz的交变电压U=U0sin100πtV,发现有时有电子从两极板之间射出,有时则无电子从两极板间射出,若有电子射出的时间间隔与无电子射出的时间间隔之比△t1:△t2=2:1,则所加的交变电压的最大值U0为多大?已知电子的质量为m=9.1×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C。

◎ 答案

105V.

◎ 解析


试题分析:电子飞出电场的时间,交变电压的周期T=0.02s;
t远小于T,电子相当于穿过一个恒定的电场,做类平抛运动.电子恰好不能通过电场时电压为Uc,则电子飞出电场的时间:

联立得:
代入解得,Uc=91V
因为电子通过的时间t1跟间断的时间t2之比为△t1:△t2=2:1,所以在半个周期内,将有
的时间极板间电压的瞬时值超过UC=91V,而的时间内极板间电压的瞬时值小于UC=91V.根据正弦交流电的变化规律可知,应有:UC=U0sin() 代入解得:U0=105V.

◎ 知识点

    专家分析,试题“在真空室内速度为v=6.4×107m/s的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入,如图所示,极板长L=8.0×10-2m,两极板间距离d=5.0×10-3m,两极板不带电时,电子束将沿中心线…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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