3.(2017·天津市红桥区高二上学期期中)一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
答案:400V
解析:在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏距就越大。
当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压。
加速过程,由动能定理得:eU=mv 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=v0t ②
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度为:
a== ③
偏转距离:
y=at2 ④
能飞出的条件为:
y≤ ⑤,
解①~⑤式得:U′≤ =V=4.0×102 V,
即要使电子能飞出,所加电压最大为400V。