题目内容
【题目】一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?![]()
【答案】解:在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏距就越大.
当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压.
加速过程,由动能定理得:
…①
进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动:
l=v0t…②
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度为:
…③
偏距:
…④
能飞出的条件为:y≤
…⑤,
解①~⑤式得:U′≤
V=4.0×102 V,
即要使电子能飞出,所加电压最大为400V;
答:两个极板上最多能加400V的电压.
【解析】临界类问题一直是高中物理的难点,求解此类问题找出临界条件是解题关键。找出临界点后按照逻辑关系推导就可以了。
【考点精析】解答此题的关键在于理解带电微粒(计重力)在电场中的运动的相关知识,掌握带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力;由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.