题目内容

(8分)有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为,极板长为L,极板间有一匀强电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速度射入,其方向平行于极板,并打在极板上的D点,如图所示。电子的电荷量用e表示,质量用表示,重力不计。回答下面问题(用字母表示结果):

(1)求电子打到D点的动能;
(2)电子的初速必须大于何值,电子才能飞出极板。

(1)  (2)

解析试题分析:(1)设电子打到D点时的动能为Ek,由动能定理可得:
               ①(2分)
由①式解得:                ②(1分)
(2)设电子刚好打到极板边缘时的速度为v,电子在平行板电容器间做类平抛运动,设其在竖直方向的加速度为a,在电场中的飞行时间为t,则由电场力及牛顿第二定律平抛运动的规律可得:③(1分)
      ④(1分),
           ⑤(1分)
由③④⑤式联立解得:  (1分)
所以电子要逸出电容器,必有: (1分)
考点:带电粒子在电场中的运动

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