Question

如圖所示，一束電子流在經(jīng)U₁=5000V的電壓加速后，沿偏轉(zhuǎn)極板的中線進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，已知偏轉(zhuǎn)極板的長(zhǎng)度L=5.0cm，間距d=1.0cm．試問：要使電子能從偏轉(zhuǎn)極板順利飛出，偏轉(zhuǎn)電壓U₂不能超過多少？

Answer 1

分析：粒子在電場(chǎng)中加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可列式，再由粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，從而即可求解．

解答：解：粒子能飛出電場(chǎng)的條件為：豎直方向的位移小于或等于

d

2

，
即y≤

d

2

由粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有y=

1

2

at2
由牛頓第二定律，則a=

qE

m

=

qU1

md

勻速運(yùn)動(dòng)，則有t=

L

v0

根據(jù)粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理，得  

1

2

m

v

2 0

=qU1               
則有，U2=

2U1d2

L2

聯(lián)立得到：U₂=400V
 答：要使電子能從偏轉(zhuǎn)極板順利飛出，偏轉(zhuǎn)電壓U₂不能超過400V．

點(diǎn)評(píng)：考查粒子在電場(chǎng)中加速與偏轉(zhuǎn)，掌握動(dòng)能定理與牛頓第二定律的應(yīng)用，理解處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法與思路．