问题
问答题
在真空中，一束初速度不计的电子流，在经U=5000V的加速电压加速后，从两板中央垂直进入平行板电容器板间的匀强电场中，如图所示．已知电子的比荷（电荷量e和质量m之比）
=1.76×1011C/kg，板间距离e m
d=1.0cm，板长l=10.0cm．
（1）假设某非常微弱的匀强电场的场强E0=1V/m，电子在该电场中所受电场力产生的加速度是重力加速度的多少倍（取重力加速度g=10m/s2）？由此可以判断电子在电场中加速或偏转时，其重力是否可以忽略不计？
（2）要使电子能从平行板间飞出，平行板电容器板间电压的最大值Um是多少？
答案
（1）根据牛顿第二定律可知，电子在该电场中所受电场力产生的加速度大小为a0=
=1.76×1011m/s2E0e m
所以
=1.76×1010a0 g
所以电子在电场中加速或偏转时，其重力完全可以忽略不计；
（2）在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极板间的偏转距离就越大．当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压即为题目要求的最大电压Um．在加速过程中，由动能定理得：eU=
m1 2
进入偏转电场，电子在平行于极板的方向上做匀速运动 l=v0t 在垂直于极板的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度a=v 20
=F m
偏转距离y=eUm dm
d=1 2
at2联立解得：Um=1 2
=100V；2Ud2 l2
答：（1）电子在该电场中所受电场力产生的加速度为重力加速度的1.76×1010；（2）平行板电容器板间电压的最大值Um是100V．