有一初速为零的电子经电压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,且正好能从B板边缘穿出电场,设电子的电荷量为e,质量为m,求

问题描述:

有一初速为零的电子经电压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,且正好能从B板边缘穿出电场,设电子的电荷量为e,质量为m,求:

①电子刚进入平行金属板时的初速度; 
②电子的偏转距离;
③平行金属板的长度.

(1)由动能定理有eU1=

1
2
m
v 20
      
得 v0=
2eU1
m

(2)电子正好能从B板边缘穿出电场,所以电子的偏转量:y=
d
2

(3)沿电场方向:电场力 F=eE  
 a=
eE
m
=
eU2
md

d
2
=
1
2
at2

电子在电场中沿v0方向做匀速直线运动的时间:t=
L
v0

所以:L=v0t=d
2U1
U2

答:①电子刚进入平行金属板时的初速度v0=
2eU1
m
; 
②电子的偏转距离为
d
2

③平行金属板的长度L=d
2U1
U2