Question

一电子经过

加速电场加速后沿中线进入两平行金属板间，在板间被电场力作用产生偏转．已知加速电压U₁=100V，平行金属板长度为L=20cm，板间距离d=6cm．偏转电压由如图所示电路提供，滑动变阻器总电阻为20Ω，当开关拔至1、滑动触头拔至中央时，发现电子刚好能从上极板边缘飞出．已知电源E₁无内阻，E₂=10.8V，内阻r=4Ω．现要使电子刚从下极板边缘飞出，可把开关拔至2，并调节滑动触头达到目的．求：
（1）电源E₁的电动势大小
（2）开关拔至2后，滑动触头应调至什么地方？

Answer 1

（1）根据动能定理得，eU₁=

1

2

mv02．
做类平抛运动时，t=

L

v0

则偏转位移y=

d

2

=

1

2

at2=

1

2

eU2

md

L2

v02

=

U2L2

4U1d

．
解得偏转电压U₂=9V．
根据闭合电路欧姆定律得，电源电动势E₁=2U₂=18V．
（2）开关拔至2后，闭合电路中的电流I=

E

RAB+r

=

10.8

24

A=0.45A．
所以与平行板并联的电阻R=

U2

I

=

9

0.45

Ω=20Ω．
所以滑动触头应调至A处．
答：（1）电源E₁的电动势大小E₁=18V   
（2）滑动触头滑到A端．