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)