问题 问答题

如图所示,一束电子从静止开始经U′=5000V的电场加速后,从水平放置的一对平行金属板正中水平射入偏转电场中,若金属极板长L=0.05m,两极板间距d=0.02m,试求:

(1)两板间至少要加多大的电压U才能使电子恰不飞出电场?

(2)在上述电压下电子到达极板时的动能为多少电子伏特?

答案

(1)在加速电场中,根据动能定理得:qU′=

1
2
m
v20
-0

电子进入偏转电场,因E⊥v0,故电子作类平抛运动,

   水平方向:x=v0t

   竖直方向:y=

at2
2
=
qUt2
2md

由题,电子恰不飞出电场,则有x=L,y=

d
2

由此解得:U=

2mdy
qt2
=
2U′d2
L2
=1.6×103V  

(2)对电子运动全过程,运用动能定理,有 qU′+

qU
2
=EK-0

则电子到达极板时动能EK=qU′+

qU
2
=5.8×103eV 

答:

(1)两板间至少要加1.6×103V 的电压U才能使电子恰不飞出电场.

(2)在上述电压下电子到达极板时的动能为5.8×103电子伏特.

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