如圖所示,一束電子從靜止開始經(jīng)U′=5000V的電場加速后,從水平放置的一對(duì)平行金屬板正中水平射入偏轉(zhuǎn)電場中,若金屬極板長L=0.05m,兩極板間距d=0.02m,試求:
(1)兩板間至少要加多大的電壓U才能使電子恰不飛出電場?
(2)在上述電壓下電子到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能為多少電子伏特?
分析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理求出電子加速獲得的速度大。娮舆M(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動(dòng),恰好不飛出電場時(shí),水平位移等于板長,豎直位移等于
d
2
,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求出此時(shí)的電壓U.
(2)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理,求解電子到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能.
解答:解:(1)在加速電場中,根據(jù)動(dòng)能定理得:qU′=
1
2
m
v
2
0
-0

電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,因E⊥v0,故電子作類平拋運(yùn)動(dòng),
   水平方向:x=v0t
   豎直方向:y=
at2
2
=
qUt2
2md

由題,電子恰不飛出電場,則有x=L,y=
d
2

由此解得:U=
2mdy
qt2
=
2U′d2
L2
=1.6×103V  
(2)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)全過程,運(yùn)用動(dòng)能定理,有 qU′+
qU
2
=EK-0
則電子到達(dá)極板時(shí)動(dòng)能EK=qU′+
qU
2
=5.8×103
eV 
答:
(1)兩板間至少要加1.6×103V 的電壓U才能使電子恰不飛出電場.
(2)在上述電壓下電子到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能為5.8×103電子伏特.
點(diǎn)評(píng):此題電子先經(jīng)加速電場加速,后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn),根據(jù)動(dòng)能定理求加速得到的速度,運(yùn)用分解的方法研究類平拋運(yùn)動(dòng),都是常規(guī)方法.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一束電子從y軸上的M點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,射入的速度大小為v0,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e.為使電子束通過x軸上N點(diǎn),可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,此電場的電場強(qiáng)度為E.電場區(qū)域沿y軸正方向?yàn)闊o限長,沿x軸方向的寬度為s,且已知
OM
=L,
ON
=2s.求該電場的左邊界與點(diǎn)N的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一束電子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,射入的速度為v0,電子質(zhì)量為m,電荷量為e.為了使電子束通過X軸上的b點(diǎn),可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場.此電場的電場強(qiáng)度為E,電場區(qū)域沿Y軸方向?yàn)闊o限長,沿X軸方向的寬度為s,且已知Oa=L,Ob=2s,求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(12分)如圖所示,一束電子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,射入的速度為v0,電子質(zhì)量為m,電荷量為e。為了使電子束通過X軸上的b點(diǎn),可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場。此電場的電場強(qiáng)度為E,電場區(qū)域沿Y軸方向?yàn)闊o限長,沿X軸方向的寬度為s,且已知Oa=L,Ob=2s,求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一束電子從x軸上的A點(diǎn)以平行于y軸的方向射入第一象限區(qū)域,射入的速度為v0,電子質(zhì)量為m,電荷量為e .為了使電子束通過y軸上的B點(diǎn),可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,此電場的電場強(qiáng)度為E,電場區(qū)域沿x軸方向?yàn)闊o限長,沿y軸方向的寬度為s,且已知OA=L,OB=2s,求該電場的下邊界與B點(diǎn)的距離.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案