(10分)在真空中速度为u=6.4×107米/秒的电子束连续地射入两平行极

10分)在真空中速度为u=64×107/秒的电子束连续地射入两平行极板之间.极板长度为L=80×10-2,间距为d=50×10-3.两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通过.在两极板上加一50赫兹的交变电压V=V0sinωt,如果所加电压的最大值V0超过某一值Vc,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板有时间断,不能通过.

(1)Vc的大小.

 (2)V0为何值才能使通过的时间(△t)跟间断的时间(△t)之比为(△t)∶(△t)=2∶1

答案

解析:(1)电子通过平行极板所用的时间10-9秒,交变电压的周期T10-2秒,可见

T

因此,电子通过平行极板时极板间的电压从场强可看作是恒定不变的。

电子进入平行极板中间后其运动沿水平方向为匀速运动沿竖直方向为匀加速运动。设电子束刚好不能通过平行极板的电压为Vc,电子经过平行极板的时间为t,所受的电场力为f,

由以上三式,可得:

代入数值,:

Vc=91伏特.

(2)因为(t)=2(t),所以:

由此得:

代入数值得:

评分说明:全题10分.(1)5,(2)5分.

(1),列出(a)式和(b)式的,1分.列出(c)式的,3分.最后答数正确的再给1分.

没有对电子通过极板的时间和交流电的周期进行分析比较的,不扣分.

(2),列出(d)式的,4分.最后答数正确再给1分.

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