题目内容
如图所示,一束电子流在经U1=5000V的电压加速后,沿偏转极板的中线进入偏转电场中,已知偏转极板的长度L=5.0cm,间距d=1.0cm.试问:要使电子能从偏转极板顺利飞出,偏转电压U2不能超过多少?![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_ST/images0.png)
【答案】分析:粒子在电场中加速直线运动,由动能定理可列式,再由粒子在电场中做类平抛运动,根据牛顿第二定律与运动学公式,从而即可求解.
解答:解:粒子能飞出电场的条件为:竖直方向的位移小于或等于
,
即![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/1.png)
由粒子在电场中做类平抛运动,则有![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/2.png)
由牛顿第二定律,则![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/3.png)
匀速运动,则有![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/4.png)
根据粒子在电场中加速运动,由动能定理,得
则有,![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/6.png)
联立得到:U2=400V
答:要使电子能从偏转极板顺利飞出,偏转电压U2不能超过400V.
点评:考查粒子在电场中加速与偏转,掌握动能定理与牛顿第二定律的应用,理解处理平抛运动的方法与思路.
解答:解:粒子能飞出电场的条件为:竖直方向的位移小于或等于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/0.png)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/1.png)
由粒子在电场中做类平抛运动,则有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/2.png)
由牛顿第二定律,则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/3.png)
匀速运动,则有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/4.png)
根据粒子在电场中加速运动,由动能定理,得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/5.png)
则有,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029195542696609609/SYS201310291955426966096018_DA/6.png)
联立得到:U2=400V
答:要使电子能从偏转极板顺利飞出,偏转电压U2不能超过400V.
点评:考查粒子在电场中加速与偏转,掌握动能定理与牛顿第二定律的应用,理解处理平抛运动的方法与思路.
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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