问题 问答题

一束电子流(一个电子电量为e=-1.6×10-19C)在电压U1=5000V的电场作用下由静止开始获得一定速度后,在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场.如图所示,平行板的两板间距d=1.0cm,板长L=5.0cm.求:

(1)要让电子能从平行板间飞出,两个极板上能加的最大电压U2是多大?

(2)在(1)的最大电压U2下,电子飞出电场的动能是多大?(结果可用eV表示)

答案

(1)在加速电场中,根据动能定理得:qU1=

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=

1
2
at2=
qU2t2
2md

由题,电子恰不飞出电场,

则有x=L,

y=

d
2

由此解得:U2=

2U1d2
L2
=4×102V  

(2)对电子运动全过程,运用动能定理,有 qU1+

qU2
2
=EK-0

则电子到达极板时动能EK=5.2×103eV 

答:

(1)两板间至少要加4×102V 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5.2×103电子伏特.

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