Question

【題目】如圖所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加一電壓U1＝2500V，發(fā)射出的電子被加速后，從金屬板上的小孔S射出。裝置右側(cè)有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，板長l＝6.0cm，相距d＝2cm，兩極板間加以電壓U2＝200V的偏轉(zhuǎn)電場。從小孔S射出的電子恰能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場。已知電子的電荷量e＝1.6×10－19C，電子的質(zhì)量m＝0.9×10－30kg，設(shè)電子剛離開金屬絲時的速度為0，忽略金屬極板邊緣對電場的影響，不計電子受到的重力。求：

(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的動能Ek？

(2)電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y？

(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的過程中電場力對它所做的功W？

Answer 1

【答案】(1) Ek=4.0×10-16J (2)y=0.36cm (3)W=5.76×10－18J

【解析】

(1)電子加速過程中只有電場力做功，由動能定理可得

(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場時做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動

豎直方向做勻加速運動，由牛頓第二定律可得

由勻加速位移公式可得

聯(lián)立解得：

y=0.36cm

(3)電場力為恒力，由做功公式可得

代入數(shù)值可得

W=5.76×10－18J