Question

如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压U₁=2500V，发射出的电子被加速后成为高速电子，从金属板上的小孔S射出．装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l=6.0cm，相距d=2.0cm，两极板间加以电压U₂=200V的偏转电场．从小孔S射出的电子沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场，之后从偏转电场右侧射出．已知电子的比荷为=1.8×10¹¹C/kg，设电子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力．求：

（1）电子射入偏转电场时的速度v；

（2）电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y；

Answer

（1）3×107m/s（2）3.6×10-3m

【解析】

(1)电子加速过程由动能定理得：

代入数据解得：v=3×107m/s

(2)设电子在偏转电场中运动时间为t，则：

L=vt

解得：t=2×10-9s，电子的加速度为：

带入数据解得：a=1.8×1015m/s2

电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量：

解得：y=3.6×10-3m

答：（1）电子射入偏转电场时的速度v=3×107m/s；

（2）电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y=3.6×10-3m；