解题思路:(1)根据几何知识,结合运动学公式与三角函数关系,即可求解;
(2)根据动能定理,结合牛顿第二定律与运动学公式,求解偏转位移大小,从而即可求解.
(1)根据几何知识可知y'=y+l2tanθ
电子在电场中运动的时间:t=
l1
v0
偏移量:y=[1/2at2=
1
2•
eU
md•
l21
v20]
设偏转角度为θ,则:tanθ=
vy
v0=
at
v0=
eUl1
md
v20
所以有:l2tanθ=
eU1l2
md
v20
即:y′=y+l2tanθ=
e
l21U
2md
v20+
eUl1l2
md
v20=
el1U
m
v20d(l2+
l1
2)
(2)电子在加速电场加速后,有:[1/2m
v20=eU1,
得v0=
2eU1
m]
电子在YY'内的加速度为:a=[eU/md],
电子在YY'内运动的时间:t=
l1
v0=l1
m
2eU1
所以,偏转位移:y=
1
2at2=
U
l21
4dU1
根据灵敏度的定义:φ=[y/U=
l21
4dU1]
根据φ的表达式可知,要提高示波管的灵敏度,可增加偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速高压.
答:(1)偏转距离为
e
l21U
2md
v20+
eUl1l2
md
v20=
el1U
m
v20d(l2+
l1
2);
(2)要提高示波管的灵敏度,可增加偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速高压.
点评:
本题考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理.
考点点评: 考查粒子的类平抛运动规律,掌握运动学与牛顿第二定律的综合运用,注意几何关系的建立与三角函数应用,掌握动能定理的使用,注意本题特点:运算的符号较多,若是数据可大大降低难度.