精选问答
如图所示,有一电子(电量为e,质量为m,)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且恰好能从金属板右缘飞出,求:(1)该电子刚飞离加速电场时的速度大小(2)金属板AB的长度.(3)电子最后穿出电场时的动能.

2019-06-26

如图所示,有一电子(电量为e,质量为m,)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且恰好能从金属板右缘飞出,求:
(1)该电子刚飞离加速电场时的速度大小
(2)金属板AB的长度.
(3)电子最后穿出电场时的动能.
优质解答
(1)设电子被加速后速度大小为v0,对于电子在加速电场中由动能定理得:
eU0=
1
2
m
v
2
0
  ①
 所以v0=
2eU0
m
  ②
(2)在偏转电场中,由电子做类平抛运动,设加速度为a,极板长度为L,由于电子恰好射出电场,所以有:a=
eE
m
=
eU0
md
  ③
L=v0t  ④
d
2
=
1
2
at2
  ⑤
由②③④⑤解得:L=d
2U0
U

(3)电子正好能穿过电场偏转电场,偏转的距离就是
d
2
,由此对电子做功
qU
2

eU
2
=EK-
1
2
m
v
2
0
   ⑤
①代人⑤中得:EK=eU0+e
U
2
=e(U0+
U
2
)

答:(1)电子进入偏转电场时的速度为v0=
2eU0
m
;(2)极板的长度为L=d
2U0
U
;(3)电子最后穿出电场时的动能e(U0+
U
2
)
(1)设电子被加速后速度大小为v0,对于电子在加速电场中由动能定理得:
eU0=
1
2
m
v
2
0
  ①
 所以v0=
2eU0
m
  ②
(2)在偏转电场中,由电子做类平抛运动,设加速度为a,极板长度为L,由于电子恰好射出电场,所以有:a=
eE
m
=
eU0
md
  ③
L=v0t  ④
d
2
=
1
2
at2
  ⑤
由②③④⑤解得:L=d
2U0
U

(3)电子正好能穿过电场偏转电场,偏转的距离就是
d
2
,由此对电子做功
qU
2

eU
2
=EK-
1
2
m
v
2
0
   ⑤
①代人⑤中得:EK=eU0+e
U
2
=e(U0+
U
2
)

答:(1)电子进入偏转电场时的速度为v0=
2eU0
m
;(2)极板的长度为L=d
2U0
U
;(3)电子最后穿出电场时的动能e(U0+
U
2
)
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