在示波管中,电子通过电子枪加速,进入偏转电极,然后射到荧光屏上.如图所示,设电子的质量为m(不考虑所受重力),电荷量为e,从静止开始,经过加速电场加速,加速电压为U1,然后进入偏转电场,偏转电极中两板之间的距离为d,板长为L,偏转电压为U2,求电子射到荧光屏上的动能为多大?

问题描述:

在示波管中,电子通过电子枪加速,进入偏转电极,然后射到荧光屏上.如图所示,设电子的质量为m(不考虑所受重力),电荷量为e,从静止开始,经过加速电场加速,加速电压为U1,然后进入偏转电场,偏转电极中两板之间的距离为d,板长为L,偏转电压为U2,求电子射到荧光屏上的动能为多大?

直线加速过程,有:
eU1=

1
2
m
v
2
1
…①
类似平抛运动过程,有:
L=v1t… ②
y=
1
2
at2
=
1
2
eU2
md
t2
…③
对运动的全程,根据动能定理,有:
eU1+e
U2
d
•y
=Ek-0…④
联立①②③④解得:Ek=eU1+
U
2
2
L2
4U1d2

答:电子射到荧光屏上的动能为eU1+
U
2
2
L2
4U1d2

答案解析:电子先直线加速,再类似平抛运动,最后匀速直线运动,根据动能定理和类似平抛运动的分运动公式列式求解.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动.
知识点:本题关键是明确电子的受力情况和运动情况,然后根据动能定理、类平抛运动的分运动公式列式求解,不难.