“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).

(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;

(2)求等勢面C所在處電場強度E的大小;

(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為A、B和C,到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后動能如何改變?改變量的大小|ΔEK左|和|ΔEK右|分別為多少?

(4)比較|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小,并說明理由.

解析:

(1)電子做勻速圓周運動,電場力提供向心力,受力的方向與電場的方向相反,所以B板的電勢較高;                                                           (3分)

(2)電場力提供向心力: 又:   (2分)

聯(lián)立以上3式,得:                                  (2分)

(3)到達N板左邊緣處的電子,在運動的過程中,電場力對它們做正功,電子的動能增加,電子動能的改變量|△EK左|=|eUCB|=|e(C-B)|;                  (2分)

到達N板右邊緣處的電子,在運動的過程中,電場力對它們做負功,電子的動能減少,電子動能的改變量|△EK右|=|eUCA|=|e(C-A)|                    (2分)

(4)該電場是放射狀電場,內(nèi)側(cè)的電場線密,電場強度大,所以UBC>UCA,即:φB-φC>φC-φA,所以:|△EK左|>|△EK右|                                         (3分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?浙江)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).
(1)判斷球面A、B的電勢高低,并說明理由;
(2)求等勢面C所在處電場強度E的大。
(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φB和φC,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量△Ek左和△Ek右分別為多少?
(4)比較|△Ek左|和|△Ek右|的大小,并說明理由.

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科目:高中物理 來源: 題型:

 “電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RARB的同心金屬半球面AB構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。

(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;

(2)求等勢面C所在處電場強度E的大。

(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φAφBφC,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEK和ΔEK分別為多少?

(4)比較|ΔEK|和|ΔEK|的大小,并說明理由。

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科目:高中物理 來源:2013年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試理科綜合能力測試物理(浙江卷帶解析) 題型:計算題

“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RARB的同心圓金屬半球面AB構(gòu)成,AB為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。

(1)判斷球面A、B的電勢高低,并說明理由;
(2)求等勢面C所在處電場強度E的大小;
(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φBφC,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEK和ΔEK分別為多少?
(4)比較|ΔEK|和|ΔEK|的大小,并說明理由。

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年高考物理大二輪復(fù)習(xí)與測試強化練:功能關(guān)系在電學(xué)中的應(yīng)用(解析版) 題型:計算題

電子能量分析器主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RARB的同心金屬半球面AB構(gòu)成,AB為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).

(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;

(2)求等勢面C所在處電場強度E的大。

(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φAφBφC,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEkΔEk分別為多少?

(4)比較|ΔEk||ΔEk|的大小,并說明理由.

 

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