Question

13．如圖所示，一質(zhì)量為9×10^-31kg的電子由靜止經(jīng)U₁=280V的加速電場(chǎng)加速后，沿一平行板電容器中央射入電場(chǎng)，己知平行板電容器兩板間距為2cm，板長為10cm，兩板間電勢(shì)差U₂=900V．問：
（1）電子能否射出電場(chǎng)？
（2）若能射出電場(chǎng)則射出電場(chǎng)時(shí)電子偏離中央虛線的距離是多少？

Answer 1

分析 電子在加速電場(chǎng)中加速，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出加速電場(chǎng)加速后電子的速度，應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出電子的偏移量，然后答題．

解答 解：電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得：
eU₁=$\frac{1}{2}$mv²-0，解得：v=$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$=1×10⁷m/s，
如果電子穿過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=$\frac{L}{v}$=1×10^-8s，
電子的偏移量：y=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$$\frac{e{U}_{2}}{md}$t²=0.4m＞0.02m，
電子不能射出電場(chǎng)；
答：電子不能射出電場(chǎng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷電子能否射出電場(chǎng)，分析清楚電子的運(yùn)動(dòng)過程，應(yīng)用動(dòng)能定理與類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以解題，要掌握處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的解題思路．