解题思路:(1)根据动能定理求出电子加速获得的速度大小.电子进入偏转电场后做类平抛运动,恰好不飞出电场时,水平位移等于板长,竖直位移等于[d/2],根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出此时的电压U.
(2)对电子运动全过程运用动能定理,求解电子到达极板时的动能.
(1)在加速电场中,根据动能定理得:qU′=
1
2m
v20−0
电子进入偏转电场,因E⊥v0,故电子作类平抛运动,
水平方向:x=v0t
竖直方向:y=
at2
2=
qUt2
2md
由题,电子恰不飞出电场,则有x=L,y=[d/2]
由此解得:U=[2mdy
qt2=
2U′d2
L2=1.6×103V
(2)对电子运动全过程,运用动能定理,有 qU′+
qU/2]=EK-0
则电子到达极板时动能EK=qU′+
qU
2=5.8×103eV
答:
(1)两板间至少要加1.6×103V 的电压U才能使电子恰不飞出电场.
(2)在上述电压下电子到达极板时的动能为5.8×103电子伏特.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用.
考点点评: 此题电子先经加速电场加速,后进入偏转电场偏转,根据动能定理求加速得到的速度,运用分解的方法研究类平抛运动,都是常规方法.