Question

（8分）．金屬絲經過電源加熱后發射出電子（假設初速度為零），電子經U=5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖所示．若兩板間距d=1.0cm，板長L=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩極板間最多能加多大電壓? 

Answer 1

400V

設電子進入偏轉電場時速度為v，則由動能定理得：   ①
設要使電子能從平行板間飛出，兩極板間所加的最高電壓為U₀．由題意分析可知，當兩極板間的電壓為U₀時電子恰好從板的端點射出（如圖所示）,電子在偏轉電場中運動的時間為
              ②
電子在豎直方向運動的加速度為  ③
在豎直方向有                         ④
由①②③④解得   ⑤
本題考查帶電粒子在電場中的加速和偏轉，先由電場力做功求得從加速電場中飛出時的速度，進入平行板后受到豎直方向的電場力作用做類平拋運動，由電場力提供加速度，水平方向勻速直線運動，豎直位移為兩極板間距離的一半，可求得偏轉電場的電壓