Question

（8分）．金屬絲經(jīng)過(guò)電源加熱后發(fā)射出電子（假設(shè)初速度為零），電子經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示．若兩板間距d=1.0cm，板長(zhǎng)L=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩極板間最多能加多大電壓? 

Answer 1

400V

設(shè)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度為v，則由動(dòng)能定理得：   ①
設(shè)要使電子能從平行板間飛出，兩極板間所加的最高電壓為U₀．由題意分析可知，當(dāng)兩極板間的電壓為U₀時(shí)電子恰好從板的端點(diǎn)射出（如圖所示）,電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
              ②
電子在豎直方向運(yùn)動(dòng)的加速度為  ③
在豎直方向有                         ④
由①②③④解得   ⑤
本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)，先由電場(chǎng)力做功求得從加速電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度，進(jìn)入平行板后受到豎直方向的電場(chǎng)力作用做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)力提供加速度，水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直位移為兩極板間距離的一半，可求得偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓