Question

【题目】一束电子流在U1=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央，如图所示．若平行板间的距离d=1cm，板长l=5cm，问至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板？

Answer 1

【答案】电子经U1加速时，电场力做正功，根据动能定理可得

电子飞入平行板电场后做类似平抛运动，在水平方向电子做匀速直线运动，最大运动时间

t=L/v0

在竖直方向电子做初速为零的匀加速运动，其加速度为

a=eU2/md

根据运动学公式

d/2=at2/2

由以上各式解得： U2="2U1" d2/L2= 40V

【解析】解：电子经U1加速时，电场力做正功，根据动能定理可得：

eU1=

电子飞入平行板电场后做类平抛运动，在水平方向电子做匀速直线运动．

当使电子恰好不飞出平行板时，电子轨迹与下边缘相切，最大运动时间为：

t=

在竖直方向电子做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为：

a=

根据运动学公式为：

=at2

由以上各式解得：U2=2U1=400V

答：至少在平行板上加400V电压U2才能使电子不再飞出平行板．