解题思路:(1)由图象得到t=0.06s时的偏转电压,根据粒子在电场中加速再经偏转电场做类平抛运动,根据偏转电压求出电子在电场中的加速度,根据类平抛运动求解即可;(2)根据电子在偏转电场中运动,根据类平抛运动知识电子离开偏转电场时的最大偏转距离为L2,由此根据类平抛求出从极板边缘飞出的电子的偏转电压,根据几何知识求解打在屏上的电子区间.
(1)由图知t=0.06s时偏转电压为1.8U0,设电子质量为m,电荷量为e
电子在加速电场中加速:eU0=
1
2mv2,得电子进入偏转电场时的速度v=
2eU0
m
进入偏转电场,电子在电场力作用下产生的加速度:
a=
eU偏
mL,
电子在偏转电场中运动时间:
t=
L
v
所以电子偏转距离:y=
1
2at2=[1/2at2=
1
2×
e×1.8U0
mL×
L2
2eU0
m]=[1.8/4L=4.5cm;
(2)设偏转电压为U1时,刚好打在板上有:
1
2L=
1
2•
eU1
Lm(
L
v)2=
eU1L2
2L2eU0=
U1L
4U0]
可得U1=2U0
可见电子的最大侧移为0.5L,从偏转电场中射出好像从电场中点射出,
由几何知识得
y1
0.5L=
0.5L+L
0.5L
所以荧光屏上电子能打到的区间长为2y1=3L=30cm.
答:(1)在t=0.06s时刻,电子离开偏转电场的侧移距离y=4.5cm;
(2)荧光屏上有电子打到的区间有30cm.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题关键抓住电子经加速电场加速后,在偏转电场中做类平抛运动,能根据类平抛运动知识求解相关问题,灵活运用运动的合成与分解是关键.