两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所示,大量质量为m、带电量为e的电子由静止开始经电压为U0的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入,若两板间距恰能使
◎ 题目
两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所示,大量质量为m、带电量为e的电子由静止开始经电压为U0的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入,若两板间距恰能使所有子都能通过.且两极长度使每个电子通过两板均历时3t0,电子所受重力不计,试求: (1)电子通过两板时侧向位移的最大值和最小值; (2)侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比. |
◎ 答案
(1)电子在t=2 nt0(其中:n=0、1、2、…)时刻进入电场,电子通过两极的侧向位移最大, 在t=(2n+l)t0(其中n=0、l、2、…)时刻进入电场电子通过两板侧向位移最小. 电子侧向位移最大时,进入电场在沿电场线方向上作初速度为零的匀加速运动, 再作匀速运动,后作初速度不为零的匀加速运动,各段运动的时间均为t0; 当电子侧向位移最小时,在电场线上只有在第二个t0的时间开始作初速度为零的匀加速运动, 在第三个t0的时间作匀速运动.电子进入偏转电场后,在电场中的加速度均为a=
ymax=
解得:ymax=
由以上两式解得ymax=t0
d=2ymax=2t0
电子侧向最小位移为ymin=at02/2+at02=
解得:ymin= |