Question

13．如图所示，一电子（质量为0.9×10^-30kg）以初速度V₀=3.0×10⁷m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=9.0cm，相距d=20cm，极板间电压U=200V．求：
（1）电场强度多大？
（2）电子射出电场所用时间？
（3）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y．

Answer 1

分析 （1）由E=$\frac{U}{d}$求的场强
（2）电子做类平抛运动，由t=$\frac{L}{{v}_{0}}$求的时间；
（3）在沿电场方向作出速度为零的匀加速运动，即可求得偏转量

解答 解：（1）电场强度为：E=$\frac{U}{d}=\frac{200}{0.2}V/m=1000V/m$
（2）在垂直于电场方向做匀速运动所需时间为：t=$\frac{L}{{v}_{0}}=\frac{0.09}{3×1{0}^{7}}s=3×1{0}^{-9}s$
（3）在电场中的偏转量为：$y=\frac{1}{2}\frac{qE}{m}{t}^{2}=\frac{1}{2}×\frac{1.6×1{0}^{-19}×1000}{0.9×1{0}^{-30}}×（3×1{0}^{-9}）^{2}$m=8×10^-4m
答：（1）电场强度为1000V/m
（2）电子射出电场所用时间3×10^-9s
（3）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y为8×10^-4m

点评 该题是带电粒子在电场中运动的问题，其基础是分析物体的受力情况和运动情况．