Question

如圖13-9-3所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U₁加速后，獲得速度v₀，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U₂作用后，以速度v離開(kāi)電場(chǎng).已知平行板長(zhǎng)為l，兩板間距離為d，求：

                   圖13-9-3

（1）v₀的大小；

（2）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小F；

（4）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度a；

（5）離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向速度v_y；

（6）離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v的大小；

（7）離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y；

（8）離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tanθ.

Answer 1

解析：（1）不管加速電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，W=qU都適用，所以由動(dòng)能定理得：qU₁=mv₀²，所以v₀=.

    （2）由于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以離子的運(yùn)動(dòng)類似平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向?yàn)樗俣葹関₀的勻速運(yùn)動(dòng)；豎直方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng).所以在水平方向t=.

    （3）E=.

    (4)a=.

    （5）v_y=at=

    （6）v=.

    （7）y=at²=（和帶電粒子q、m無(wú)關(guān)，只取決于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)）.

    （8）tanθ=(和帶電粒子q、m無(wú)關(guān)，只取決于加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓）.

答案：（略）