有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为d,极板长为L,极板间有一匀强电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速v0射入,其方向平行于极板,并打在极

◎ 题目

有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为d,极板长为L,极板间有一匀强电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速v0射入,其方向平行于极板,并打在极板边缘的D点,如图(甲)所示.电子的电荷量用e表示,质量用m表示,重力不计.回答下面问题(用字母表示结果).
(1)求电子打到D点的动能;
(2)电子的初速v0必须大于何值,电子才能飞出极板;
(3)若极板间没有电场,只有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速v0射入,如图(乙)所示,则电子的初速v0为何值,电子才能飞出极板?

魔方格

◎ 答案

(1)设电子打到D点时的动能为Ek,由动能定理可得:
  Ek-
1
2
mv02=
U
2
e
…①
由①式解得:Ek=
U
2
e+
1
2
m
v20
…②
(2)设电子刚好打到极板边缘时的速度为v,电子在平行板电容器间做类平抛运动,设其在竖直方向的加速度为a,在电场中的飞行时间为t,则由电场力及牛顿第二定律、平抛运动的规律可得:
 
eu
d
=ma
…③
1
2
d=
1
2
at2 …④
 v=
L
t
…⑤
由③④⑤式联立解得:v=
L
d

ue
m

所以电子要逸出电容器,必有:v0
L
d

eu
m

(3)在只有磁场情况下电子要逸出电容器,有两种情况.
①电子从左边边缘飞出磁场,做半圆周运动,其半径:R1=
1
4
d…⑥
由洛仑兹力和向心力公式可得:ev1B=m
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°,AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为v、带电量为e的电子,电子重
如图甲所示,直角坐标系中直
如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一、四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接
如图甲所示,建立Oxy坐标系,
如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一个质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于轴正方向射入磁场,
如图所示,在平面直角坐标系
如图所示,两平行金属板A,B长度为l,直流电源能提供的最大电压为U,位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为-q、重力不计的带电粒子,射入板
如图所示,两平行金属板A,B
静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,如图所示,则[]A.α粒子与反冲粒子的动量
静止在匀强磁场中的某放射性