Question

如圖所示，電子在電勢差為U₁的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U₂的兩塊平行板間的電場中，入射方向跟極板平行，整個裝置處于真空中，重力可忽略．在滿足電子能射出平行板的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏角φ變大的是（                             ）                              

                                                   

　  A． U₁變大，U₂變大 B． U₁變小，U₂變大

　  C． U₁變小，U₂不變 D． U₁變小，U₂變小

Answer 1

                                                                            

考點：  帶電粒子在勻強電場中的運動．

專題：  帶電粒子在電場中的運動專題．

分析：  電子在加速電場中，在電場力的作用下，做勻加速直線運動，可由電場力做功求出射出加速電場是的速度．電子在水平放置的平行板之間，因受到的電場力的方向與初速度的方向垂直，故電子做類平拋運動．運用平拋運動的豎直方向的速度與水平方向的速度的關(guān)系，可求出角度φ的變化情況．

解答：  解：

設(shè)電子被加速后獲得初速為v₀，則由動能定理得：…①

又設(shè)極板長為l，則電子在電場中偏轉(zhuǎn)所用時間：…②

又設(shè)電子在平行板間受電場力作用產(chǎn)生加速度為a，由牛頓第二定律得：…③

電子射出偏轉(zhuǎn)電場時，平行于電場方向的速度：v_y=at…④

由①、②、③、④可得：

又有：

故U₂變大，U₁變小，或U₁變小，U₂不變，都可使偏轉(zhuǎn)角φ變大，故選項B正確，C正確，AD錯誤．

故選：BC．

點評：  帶電粒子在電場中的運動，可分為三類，第一類是在勻強電場中做勻變速速直線運動，此過程是電勢能與帶電粒子動能之間的轉(zhuǎn)化．第二類是帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)，帶電粒子垂直進出入勻強電場時做勻變速曲線運動，分解為兩個方向的直線運動，分別用公式分析、求解運算，是這類問題的最基本解法．第三類是帶電粒子在點電荷形成的電場中做勻速圓周運動，應(yīng)用圓周運動的知識求解．