分析 (1)电子在阳极P和阴极K间运动时,电场力对电子做正功,动能增加,根据动能定理可求解电子通过阳极P板的速度υ0.
(2)(3)电子通过偏转电极时做类平抛运动,运用运动的分解:电子沿水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动规律求出电子偏转的距离y,再由动能定理求出电子通过偏转电极时具有动能Ek.
(4)应用动能定理与几何知识求出电子的偏移量.
解答 解:(1)在加速电场中,由动能定理得:eUPK=$\frac{1}{2}$mv02-0,
解得:
v0=2.96×107m/s
(2)在偏转电场中,运动时间:t1=$\frac{L}{{v}_{0}}$,
加速度:a=$\frac{q{U}_{AB}}{md}$,
偏转位移:y=$\frac{1}{2}$at12,
联立解得:y=0.01m
(3)竖直方向分位移:vy=at1,
故子从偏转电极出来时具有动能:
Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m({v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2})$=4.44×10-16J
(4)出电场后,运动时间:t2=$\frac{R}{{v}_{0}}$,
竖直方向位移:y2=vyt2,
偏离入射方向的距离为:h=y+y2,
解得:h=2×10-3m;
答:(1)电子通过阳极P板的速度υ0是2.96×107m/s;
(2)电子从偏转电极出来时的偏移距离是0.01m;
(3)电子从偏转电极出来时具有动能Ek是4.44×10-16J;
(4)电子过偏转电极后到达距离偏转电极R=3×10-2m荧光屏上O′点,此点偏离入射方向的距离h是2×10-3m.
点评 本题考查了电子在电场中的运动,电子在加速电场中加速、在偏转电场中做类平抛运动、离开偏转电场后做匀速直线运动,分析清楚电子运动过程,应用动能定理、类平抛运动规律即可正确解题.
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t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
x/m | 0 | 5 | -4 | -1 | -7 |
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A. | 电子进入磁场的速率 | B. | 电子的电荷量 | ||
C. | 电子的质量 | D. | 磁场的磁感应强度大小 |
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