高二物理*十万火急

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 03:20:21
初速度为零的电子在U1=5000V的电压场内得到加速,
获得一定速度后,水平飞入两平板的中间,两板间有竖直方向的匀强电场,
若平行板间的距离d=2cm,板长为0.1m,在平行板上至少加上多大电压U2才能使电子不飞出平行板?

答案是::U2>等於400V

求详细过程

1,入射速度Vo

(1/2)mVo^2=eU1,则Vo^2=2eU1/m

2,电子的加速度

a=F/m=eE/m=eU2/dm,方向与Vo垂直

3.不飞出平板的条件

设飞行时间为t,板长D,若电子不飞出则
水平飞行距离x≤D,即Vot≤D,t≤D/Vo

4,最后求解

纵向运动方程d/2=(1/2)at^2,则
t=√(d/a)≤D/Vo
两边平方得d/a≤(D/Vo)^2
代入a:(d^2)m/eU2≤(D/Vo)^2
解U2:
U2≥(m/e)(dVo/D)^2=(m/e)(d/D)^2(2eU1/m)=2(d/D)^2U1
即U2≥2[d/D)^2]U1=2*(0.02/0.1)^2*5000
=400 (V)
即U2≥400 (V)

电子在U1=5000V的电压场内得到加速,
1/2mv1^2 = eU1
→ v1 = (2eU1/m)^(1/2)
d/2 = 1/2 a t^2
a = eU2/d/m
L = v1 t
求出
U2 = 2 d^2 U1/(L^2)
= 2*0.02^2*5000/(0.1*0.1)
= 400 V

在加速电场下0.5mv1²=eU1,分到板间时,有平行于板的速度v1,电子部飞出板,临界情况是刚好飞到板的尽头,此时L=v1t,eU2=0.5mv2²,v2t/2 =d/2 ,由上面的式子可以算出答案了

此题调教不足,应该给出,在加速场加速的时间或者是距离

让电子不飞出平行板就只能让电子打到平行板上。电子在5000V的电压场中加速,其能量为5000电子伏,进入到平行板后要使电子在垂直方向偏转1cm,而水平运行距离不超过0.1m,水平方向0.1/V=t ,垂直方向加速度a=Eq,因此垂直方向运行距离为(1/2)*(Eq/m)*(t^2)=0.01,将水平方向公式带入垂直方向公式(u/dm)*(0.