水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0...

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问题详情:

水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0沿水平方向进入电容器,飞出时恰好从一板的另一端边缘擦过,电子的质量为9.1×10﹣31kg.求:

(1)电子飞出电场时的速度大小;

(2)电子飞出电场时速度方向与水平方向的夹角.

【回答】

考点:  带电粒子在匀强电场中的运动.

专题:  带电粒子在电场中的运动专题.

分析:  (1)粒子在电场中运动的过程中只有电场力做功,根据动能定理即可求出速度;

(2)粒子的合速度与初速度之间满足:cosθ=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0...

解答:  解:(1)粒子在电场中运动的过程中只有电场力做功,则:Ek0+e•水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第2张=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第3张mv2

所以:v=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第4张

代入解得 v=2.67×107m/s

(2)电子的初速度:Ek0=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第5张

解得 v0=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第6张=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第7张=1.89×107m/s

电子飞出电场时速度方向与水平方向的夹角:cosθ=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第8张=水平放置的平行板电容器,两板间的电压为2000V,一初动能为1000eV的电子,从电容器边缘距两板等远处以v0... 第9张=0.71

得 θ=45°

答:

(1)电子飞出电场时的速度大小是2.67×107m/s;

(2)电子飞出电场时速度方向与水平方向的夹角是45°.

点评:  带电粒子在匀强电场中类平抛运动的类型,研究方法与平抛运动相似,采用运动的分解法,由动能定理和运动学公式结合进行求解.

知识点:带电粒子在电场中的运动

题型:计算

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