有一电子经电压U1加速后,进入两块间距为d,电压为U2的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿出电场,设电子的电量为e.求:(1)金属板AB的长度.(2)电子穿出电场时的动能.

问题描述:

有一电子经电压U1加速后,进入两块间距为d,电压为U2的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿出电场,设电子的电量为e.求:

(1)金属板AB的长度.
(2)电子穿出电场时的动能.

(1)电子在加速电场中,由动能定理得:eU1=

1
2
mv02-0,
电子在偏转电场中做类平抛运动,
水平方向:L=v0t,
竖直方向:
1
2
d=
1
2
at2=
1
2
eU2
md
t2
解得:L=d
2U1
U2

(2)整个过程中,由动能定理可得:
eU1+e
U2
d
×
d
2
=EK-0,
解得:EK=
e(2U1+U2)
2

答:(1)金属板AB的长度为d
2U1
U2

(2)电子穿出电场时的动能为
e(2U1+U2)
2

答案解析:(1)电子在加速电场中做加速运动,由动能定理可以求出其速度,电子在偏转电场中做类平抛运动,由类平抛运动规律求出金属板的长度.
(2)由动能定理可以求出电子的动能.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动.
知识点:本题考查了电子在电场中的运动,求金属板的长度、求电子的动能,分析清楚电子运动过程、应用类平抛运动规律与动能定理即可正确解题.