如图(a)所示,电子从加速电场的O点发出(初速不计),经电压为U 1 的加速电场加速后沿中心线进入两平行金属板M、N间的

1个回答

  • (1)对加速阶段应用动能定理,有:

    e U 1 =

    1

    2 m

    v 20

    解得:v 0=

    2e U 1

    m

    偏转阶段类平抛轨迹如图a所示,可以得到:

    tanθ=

    v Y

    v 0 =

    e U 2

    m L 1 ×

    L 1

    v 0

    v 0 =

    e U 2 L 1

    m L 1

    v 20 =

    U 2

    2 U 1 =

    300

    2×200 =

    3

    4

    所以θ=37°

    (2)经过偏转电场时的偏转距离 y=

    1

    2

    e U 2

    m L 1 (

    L 1

    v 0 ) 2 =

    U 2 L 1

    4 U 1 =

    300×6

    4×200 cm=2.25cm

    从偏转电场出来后作直线运动:由

    Y

    y =

    L 1

    2 + L 2

    L 1

    2

    得Y=

    L 1 +2 L 2

    L 1 y =

    6+2×21

    6 ×2.25 cm=18cm

    [或直接求Y=(L 2+

    L 1

    2 )tanθ=(21+3)×

    3

    4 cm=18cm]

    (3)如图乙所示,电子轨迹从磁场出来的切线延长线交于磁场区的圆心,因为也打在P点,所以θ=37°

    由图可知电子轨道半径R满足:

    Rsinθ=

    L 1

    2 +

    L 1

    2 cosθ

    解之得:

    R=

    L 1 (1+cosθ)

    2sinθ =

    6×(1+0.8)

    2×0.6 cm=9cm

    又 R=

    m v 0

    eB

    得B=

    m v 0

    eR =

    2m U 1

    e

    R =

    2×200

    1.8× 10 11

    0.09 =

    100

    27

    2 ×1 0 -4 =5.24×10 -4T

    答:(1)电子离开偏转电场时的偏角θ的正切函数值tanθ为

    3

    4 ;

    (2)电子打到荧光屏上的位置P偏离荧光屏中心O′的距离Y为18cm;

    (3)电子在磁场中的轨道半径为9cm,磁感应强度B的大小为5.24×10 -4T.

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