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如图所示,一电子(默认初速度为0)经电压U1的加速电场后,垂直且正常通过电压为U2的加速电场,若已知加速电场极板长度为L,极板间距为d,设电子的电荷量为e,质量为m,求电子通过加
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如图所示,一电子(默认初速度为0)经电压U1的加速电场后,垂直且正常通过电压为U2的加速电场,若已知加速电场极板长度为L,极板间距为d,设电子的电荷量为e,质量为m,求电子通过加速电场后的偏转距离和速度偏转角的正切值.


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答案和解析
(1)粒子由初速为零,经电压为U1电场加速,在加速过程中,只有电场力做的功为qU1,
由动能定理得:qU1=
mv02
解得:v0=
粒子经匀强电场偏转,偏转电场长为L,场强为E=
,
进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题,
水平方向:L=v0t
竖直方向初速度为零的匀加速直线运动:y=
at2=
(
)2=
(2)由平抛运动规律得:
tanθ=
=
=

答:电子通过加速电场后的偏转距离
,和速度偏转角的正切值为
.
由动能定理得:qU1=
1 |
2 |
解得:v0=
|
粒子经匀强电场偏转,偏转电场长为L,场强为E=
U2 |
d |
进入偏转电场做类平抛运动,结合平抛运动规律解题,
水平方向:L=v0t
竖直方向初速度为零的匀加速直线运动:y=
1 |
2 |
1 |
2 |
qE |
m |
L |
v0 |
U2L2 |
4U1d |
(2)由平抛运动规律得:
tanθ=
vy |
v0 |
at |
v0 |
U2L |
2U1 |

答:电子通过加速电场后的偏转距离
U2L2 |
4U1d |
U2L |
2U1 |
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