物理
静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如右图所示.虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox轴、oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加.且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时,速度与ox轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动.在通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图是(  ) A. B. C. D.

2019-06-26

静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如右图所示.虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox轴、oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加.且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时,速度与ox轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动.在通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图是(  )
A.
B.
C.
D.
优质解答

由于等势线的电势沿x轴正向增加,等势线与电场线垂直,故可做出经过P点的电场线如图所示,电子所受的电场力与场强方向相反,故电子受到一个斜向右下方的电场力,故沿y负方向加速运动.
电子通过y轴后受到的电场力斜向右上方,故沿y轴负方向减速运动;由于水平方向一直加速,竖直方向先加速后减速,P点行驶到横坐标为x0时,纵坐标达不到P最初位置的纵坐标,x0处电场线比-x0电场线处稀疏,ay小,△t也小,所以△vy才小;
又由于在x轴方向始终加速,故在水平方向通过相同的位移时间变短,根据△vy=ay△t,故通过相同的水平位移竖直向速度变化量减小.由于vy-x的斜率代表竖直向速度vy随x轴变化的快慢,又由于电子水平方向一直加速,竖直方向先加速后减速,P点的横坐标为x0时,纵坐标达不到P最初位置的纵坐标,x0处电场线比-x0电场线处稀疏,ay小,△t也小,所以△vy才小,D图符合电子的运动情况.故D正确.
故选D.

由于等势线的电势沿x轴正向增加,等势线与电场线垂直,故可做出经过P点的电场线如图所示,电子所受的电场力与场强方向相反,故电子受到一个斜向右下方的电场力,故沿y负方向加速运动.
电子通过y轴后受到的电场力斜向右上方,故沿y轴负方向减速运动;由于水平方向一直加速,竖直方向先加速后减速,P点行驶到横坐标为x0时,纵坐标达不到P最初位置的纵坐标,x0处电场线比-x0电场线处稀疏,ay小,△t也小,所以△vy才小;
又由于在x轴方向始终加速,故在水平方向通过相同的位移时间变短,根据△vy=ay△t,故通过相同的水平位移竖直向速度变化量减小.由于vy-x的斜率代表竖直向速度vy随x轴变化的快慢,又由于电子水平方向一直加速,竖直方向先加速后减速,P点的横坐标为x0时,纵坐标达不到P最初位置的纵坐标,x0处电场线比-x0电场线处稀疏,ay小,△t也小,所以△vy才小,D图符合电子的运动情况.故D正确.
故选D.
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