Question

如图所示装置，真空中有三个电极：发射电子的阴极：其电势φ_k＝-182V；栅网能让电子由其间穿过，电势φ_g＝0；反射电板电势为φ_r＝-250V.与栅网的距离d＝4mm.设各电极间的电场是均匀的，从阴极发射的电子初速度为零，电子所受重力可以忽略，已知电子质量是0.91×10^-30kg，电荷量e＝1.6×10^-19C，设某时刻有一电子穿过栅网飞向反射极，则它经过________时间后再到栅网。（保留2位有效数字）

Answer 1

1.5×10^-9s
试题分析：设阴极与栅网间电压为U_kg=-182V，电子经过栅网后减速为零位置电势为φ_a，电子从阴极开始加速越过栅网后减速为零，由动能定理得-eU_kg-eU_ga=0,U_ga=-U_kg=182V,电子越过栅网后运动距离为x=182/250×d=2.912mm,电子越过栅网后先做匀减速运动，然后做匀加速运动，返回栅网，加速度大小为a=eU/d，x=at²/2,总时间为2t=1.5×10^-9s
考点：本题考查动能定理、带电粒子在电场的匀变速直线运动。