解题思路:(1)粒子在加速电场中,电场力做功,由动能定理列式,粒子进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解求出电压;
(2)t=0时刻进入偏转电场的电子,先作类平抛运动,后作匀速直线运动,射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y最大,根据运动学基本公式即可几何关系求解.
(1)带电粒子在加速电场中加速,有:eU1=[1/2m
v20]
带电粒子在偏转电场中沿初速度方向匀速:L=v0T
解得加速电压U1=
mL2
2eT2
(2)t=0时刻进入偏转电场的电子,先作类平抛运动,后作匀速直线运动,射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y最大.设沿电场方向加速时的位移为y1,匀速运动位移为y2.
则 y1=[1/2•
eU2
md(
T
2)2
y2=2y1.
要电子都能打到光屏P上,必须有 y1+y2≤
d
2]
解得 U2≤
4md2
3eT2
答:(1)加速电场的电压U1为
mL2
2eT2.(2)欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到光屏P上,图乙中电压U2的范围为U2≤
4md2
3eT2.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查了带电粒子在电场中加速和偏转问题,注意带电粒子在偏转电场中做类平抛运动,根据平抛运动的基本规律解题,难度适中.