解题思路:粒子先加速再偏转,由题意可知当电子恰好飞出时,所加电场最大;由运动的合成与分解关系可得出电压值.
在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏转距离就越大,当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时偏转电压最大,即为题目要求的最大电压.
对于加速过程,由动能定理得:eU=[1/2]mv02…①
进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动:l=υ0t…②
电子的加速度 a=[F/m]=[eU′/dm]…③
偏转距离:y=[1/2]at2…④
恰能飞出的条件为:y=[d/2]…⑤
解①②③④⑤式得:U′=
2Ud2
l2.
答:两个极板上最多能加多大电压为
2Ud2
l2.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题中电子先经加速电场加速,后经偏转电场偏转,运用动能定理求解加速获得的速度,运用运动的分解法研究偏转过程是常用的方法.如物理量有数值,则在列式计算时应注意不要提前代入数值,应将公式简化后再计算,这样可以减少计算量.