Question

【題目】如圖所示，電子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于版面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場(chǎng)電壓為。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板間電壓為U，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，板間距為d。

（1）忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0和從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy；

（2）分析物理量的數(shù)量級(jí)，是解決物理問(wèn)題的常用方法。在解決（1）問(wèn)時(shí)忽略了電子所受重力，請(qǐng)利用下列數(shù)據(jù)分析說(shuō)明其原因。已知，，，，。

Answer 1

【答案】（1）（2）不需要考慮電子所受的重力

【解析】

試題分析：（1）電子在加速場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，則有：eU0=mv02

解得：

電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中加速，做類平拋運(yùn)動(dòng)，將其運(yùn)動(dòng)分解成速度方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有：

速度方向的位移為：L=v0t；

電場(chǎng)強(qiáng)度方向的位移為：△y=at2

由牛頓第二定律有：

且

綜上所述，解得：

（2）已知U=2．0×102V，d=4．0×10-2m，m=9．1×10-31kg，e=1．6×10-19C，g=10m/s2．

電子所受重力為：G=mg=9．1×10-30N

電子受到的電場(chǎng)力為：

那么；

由于F電＞＞G，所以重力忽略不計(jì)