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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.
人气:197 ℃ 时间:2020-05-20 23:22:47
解答
(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=
1
2
at2=
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
=
2×5000×0.022
0.052
=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
=1e×5000V+1e×800V=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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