Question

如图所示，左边为圆形铅板，右边为圆形铁板，两板同轴放置，铅板半径、铁板半径和两板距离均相等。在铅板的右表面的中央处贴着体积非常小的粒子源，其发射出的电子初速度大小相等，但数值未知，速度方向广泛分布在两板之间的各个方向上，已知电子电荷量为－e，质量为m 。操作发现：若用导线将两板连起来，导线中形成大小为的恒定电流。若不把两板直接相连，而按图示那样在两板之间加一个可调电压，则当铅板接正极时，只要电压超过后，电流表中就不再有电流；当铅板接负极时，只要电压超过后，电流表中读数就不再变化，恒为 。不考虑电子之间的相互作用，认为所有打到铁板上的电子全部被铁板接收。

（1）在时间t内，求从粒子源发射出来的电子个数和从粒子源发射出来但是最终未能到达铁板的电子个数；

（2）请用计算粒子源发射出电子的初速度大小；

（3）请用计算粒子源发射出电子的初速度大小。

 

Answer 1

（1）；（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）根据电流的定义 ，可得：，

（2）反向电压使得垂直发射的电子刚好减速至零：，

（3）正向电压使得平行于铅板发射的电子恰好打到铁板边缘，设两板半径和距离均为R，按照类平抛规律：； 而，解得：

考点：带电粒子在电场中的运动.