如图所示,一个电子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°从带电平行板电容器的下板边缘向上板飞行.两板间场强E=
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解题思路:求出电子在电场中的加速度,求出电子在y轴方向的最大运动高度,然后与d进行比较即可确定能不能射到上板上,根据类平抛即可求出水平运动距离.

电子的加速度为

a=[qE/m]=[1.6×10−19×2.0×104/9.1×10−31] m/s2=3.5×1015m/s2

电子在y方向的初速度为vy=v0sin α=

2

2v0

则电子在y方向的最大高度为ymax=

vy2

2a=

(

2

2×6×106)2

2×3.5×1015=2.57×10-3m

由于ymax<d,所以电子不能从下板射至上板.

因电子不能射至上板,到达最高点后会落在下板上,设落点与出发点相距x.

由于粒子做类斜上抛运动,竖直方向向上运动的时间与向下运动的时间是相等的,则有:

t=

2vy

a,x=vxt,vx=v0cos α=

2

2v0

解得x=1.02×10-2m.

答:电子不能射至上板,到达最高点后会落在下板上,落点与出发点相距1.02×10-2m.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 此题运用类平抛的知识来解决电子在电场中受力运动情况,难度不大.