题目

当金属的温度升高到一定程度时就会向四周发射电子,这种电子叫热电子,通常情况下,热电子的初始速度可以忽略不计。如图所示,相距为L的两块平行金属板M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上,M、N之间的电场近似为匀强电场,a、b、c、d是匀强电场中四个均匀分布的等势面,K是与M板距离很近的灯丝,电源E1给K加热从而产生热电子。电源接通后,电流表的示数稳定为I,已知电子的质量为m、电量为e。求: (1)电子达到N板瞬间的速度; (2)电子从灯丝K出发达到N板所经历的时间; (3)电路稳定的某时刻,M、N之间运动的热电子的总动能; (4)电路稳定的某时刻,c、d两个等势面之间具有的电子数。 答案:(1)动能定理:,                                      (2分) 解出                                                      (1分) (2)牛顿定律:e=ma,                                            (1分) 解出                                                          (1分) 由得:                             (1分) (3)根据功能关系,在M、N之间运动的热电子的总动能应等于t时间内电流做功的, 即Ek总=UIt=UI()=IL                                   (3分) (4)电子从灯丝出发达到c所经历的时间                                    (1分) 电子从灯丝出发达到d所经历的时间                                   (1分) c、d两个等势面之间的电子数n=,                               (2分) 将时间td和tc代入,求出:n=                       (1分)
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