Question

（12分）如图所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔，一束电子以初动能E₀＝120eV，从A板上的小孔O不断地垂直于板射入A、B之间，在B板右侧，平行金属板M、N间有一个匀强电场，板长L＝0.02m，板间距离d＝0.004m，M、N间所加电压为U₂＝20V，现在A、B两板间加一个如图所示的变化电压u₁，在t＝0到t＝2s的时间内，A板电势低于B板，则在u₁随时间变化的第一个周期内：

（1）电子在哪段时间内可从B板上的小孔O＇射出加速电场？

（2）在哪段时间内电子能从偏转电场右侧飞出？（由于A、B两板距离很近，电子穿过A、B板所用的时间极短，可忽略不计。）

Answer 1

解析：

（1）△E＝eU₁→U₁＝120V（2分）

所以当A板电势比B板电势高120V时，电子无法射出，到达B板速度恰为零（1分）。

则当t₁＝0～2.6s与t₁＝3.4s～4.0s电子可从O′射出（2分）。

（2）要使电子能从电场右侧飞出，则偏转位移y≤（1分）

≤（3分），解得△U₁≥130V（1分）

此时电场对电子做正功，即当A板电势比B板电势低130V时，电子能从偏转电场右侧飞出。则当t₂＝0.65s～1.35s时，U_AB≤130V，电子能从偏转电场右侧飞出（2分）。