Question

（12分）如圖所示，A、B為兩塊距離很近的平行金屬板，板中央均有小孔，一束電子以初動能E₀＝120eV，從A板上的小孔O不斷地垂直于板射入A、B之間，在B板右側(cè)，平行金屬板M、N間有一個勻強電場，板長L＝0.02m，板間距離d＝0.004m，M、N間所加電壓為U₂＝20V，現(xiàn)在A、B兩板間加一個如圖所示的變化電壓u₁，在t＝0到t＝2s的時間內(nèi)，A板電勢低于B板，則在u₁隨時間變化的第一個周期內(nèi)：

（1）電子在哪段時間內(nèi)可從B板上的小孔O＇射出加速電場？

（2）在哪段時間內(nèi)電子能從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)飛出？（由于A、B兩板距離很近，電子穿過A、B板所用的時間極短，可忽略不計。）

Answer 1

解析：

（1）△E＝eU₁→U₁＝120V（2分）

所以當(dāng)A板電勢比B板電勢高120V時，電子無法射出，到達B板速度恰為零（1分）。

則當(dāng)t₁＝0～2.6s與t₁＝3.4s～4.0s電子可從O′射出（2分）。

（2）要使電子能從電場右側(cè)飛出，則偏轉(zhuǎn)位移y≤（1分）

≤（3分），解得△U₁≥130V（1分）

此時電場對電子做正功，即當(dāng)A板電勢比B板電勢低130V時，電子能從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)飛出。則當(dāng)t₂＝0.65s～1.35s時，U_AB≤130V，電子能從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)飛出（2分）。