在两极板上加上如图所示的交变电压后,设带电粒子的加速度为a?,则 a'?qU'dm?4.0?10m/s
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t?0时刻进入电场的粒子穿过电场时的偏转量为:
y?12a?t?0.20m>d=10cm,粒子将打在MN板上。
2同理,t=2.0、4.0、 6.0??2.0n(n=0、1、2、3??)时刻进入电场的粒子都将打在MN板上。???????????????????1分
设带电粒子在t1时刻进入两极板间,恰好从MN板右边缘飞出,带电粒子进入电场后向下加速的时间为?t1,则减速阶段的时间也是?t1,如图18题答案图2所示,由对称性可知 d?2?122a'?t1 ,?t1=0.50×10s
P Q d -5
所以 t1=t-?t1=(1.0-0.5) ×10s=0.5×10s???1分
-5-5
M 18题答案图2
N 设带电粒子在t2时刻进入两极板间,恰好从PQ板右边缘飞出。它在竖直方向的运动是先加速向下,经过?t2时间后电场反向,粒子在竖直方向运动改为减速向下,又经过时间?t2,竖直分速度减为零,然后加速向上直到从Q点飞出电场。粒子这一运动过程的轨迹示意图如图18题答案图3所示,带电粒子进入电场后向下加速的时间为?t2,
y1=2?12a???t2??212a???t?2?t2?
2P y1 Q d ?t2=(1-
22)×10s
-5
M 18题答案图3
N t2= t-?t2=[1.0-(1-
22)]×10s=
-5
22×10-5s=0.70×10-5s??????1分
考虑到交变电流的周期性,带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间的时刻t为
-5-5
(0.5+2n)×10s 说明: t2=0.71×10-5s,也给这1分。