Question

15．一個(gè)電子以v₀=4×l0⁷m/s的速度，方向與電場方向相同，射入電場強(qiáng)度E=2×l0⁵V/m的勻強(qiáng)電場中，如圖所示已知電子電量e=1.6×10^-19C，電子質(zhì)量m=9.0×10^-31kg．
試求：
（1）從電子的入射點(diǎn)到達(dá)速度為0之點(diǎn)的兩點(diǎn)間電勢差是多少？兩點(diǎn)間距離是多少？
（2）電子到達(dá)速度為0之點(diǎn)所需的時(shí)間是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動能定理求出兩點(diǎn)間的電勢差；通過E=$\frac{{U}_{\;}}4qwe5ab$求出兩點(diǎn)間的距離．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出電子的加速度，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出電子速度為0所需的時(shí)間．

解答 解：（1）根據(jù)動能定理得：$eU=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得：$U=\frac{m{v}_{0}^{2}}{2e}$=$\frac{9.0×1{0}^{-31}×（4×1{0}^{7}）^{2}}{2×1.6×1{0}^{-19}}$=4500V．
由E=$\frac{U}ailypcy$得：d=$\frac{U}{E}$=$\frac{4500}{2×1{0}^{5}}$=2.25×10^-2=2.25cm
（2）a=$\frac{eE}{m}$=$\frac{1.6×1{0}^{-19}×2×{10}^{5}}{9×1{0}^{-31}}$=3.5×10¹⁶m/s²
則電子速度為0所需的時(shí)間：t=$\frac{{v}_{0}}{a}$=$\frac{4×1{0}^{7}}{3.5×1{0}^{16}}$=1.14×10^-9s．
答：（1）從電子的入射點(diǎn)到達(dá)速度為0的兩點(diǎn)間電勢差是4500V．兩點(diǎn)間距離是2.25cm．
（2）電子到達(dá)速度為0的點(diǎn)所需的時(shí)間是1.14×10^-9s

點(diǎn)評 本題可以用動能定理求解，也可以用動力學(xué)知識進(jìn)行求解，掌握勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系．