【題目】真空室中有如圖甲所示的裝置,電極K持續(xù)發(fā)出的電子(初速度不計) 經(jīng)過加速電場加速后,從小孔0沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N的中心軸線OO′射入偏轉(zhuǎn)電場。極板M、N長度均為L,加速電壓,偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)有熒光屏(足夠大且未畫出)。M、N兩板間的電壓U隨時間t變化的圖線如圖乙所示,其中。調(diào)節(jié)兩板之間的距離d,使得每個電子都能通過偏轉(zhuǎn)極板,已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,電子重力不計。

(1)求電子通過偏轉(zhuǎn)極板的時間t;

(2)求偏轉(zhuǎn)極板之間的最小距離d;

(3)當(dāng)偏轉(zhuǎn)極板間的距離為最小值d時,熒光屏如何放置時電子擊中的范圍最小? 該范圍的長度是多大?

【答案】(1)T(2)d≥L(3)

【解析】

試題根據(jù)動能定理求出加速后的速度,進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動,水平方向勻速直線運動,根據(jù)運動學(xué)方程即可解題;t=0、T、2T時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的電子,豎直方向先加速運動,后作勻速直線運動,射出電場時沿垂直于豎直方向偏移的距離y最大,根據(jù)運動學(xué)公式即可求解;先求出不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的速度,再求出電子速度偏轉(zhuǎn)角,從而求出側(cè)移距離的最大值與最小值之差,即可求解。

(1)電子在加速電場中,根據(jù)動能定理有

電子在偏轉(zhuǎn)電場中,水平方向:

解得:t=T

(2)t=0、T、2T時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的電子,豎直方向先加速運動,后作勻速直線運動,射出電場時沿豎直方向偏移的距離y最大。

豎直方向加速有:

豎直方向勻速運動有:

電子能出偏轉(zhuǎn)極板有:

聯(lián)立以上解得:dL

(3)對滿足(2)問條件下任意確定的d,不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的速度均為

電子速度偏轉(zhuǎn)角的正切值均為:,即可得:

電子射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度相同,即電場出偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小和方向均相同不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的側(cè)移距離可能不同,側(cè)移距離的最大值與最小值之差:

若熒光屏與電子出偏轉(zhuǎn)極板后的速度垂直,則電子擊中熒光屏的范圍最小,該最小范圍為

聯(lián)立解得

故該范圍長度為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的交變電壓.t=0時,Q板比P板電勢高U0,在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動(電子所受重力可忽略不計),已知電子在0~4t0時間內(nèi)未與兩板相碰.則電子速度方向向左且速度大小逐漸減小的時間是(  )

A. 0<t<t0 B. t0<t<2t0

C. 2t0<t<3t0 D. 3t0<t<4t0

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【題目】如圖甲所示,輕桿一端固定在O點,另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時,桿與小球間彈力大小為N,小球在最高點的速度大小為v,其Nv2圖象如圖乙所示。則 (  )

A. 小球的質(zhì)量為

B. 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>

C. v2c時,在最高點桿對小球的彈力方向向上

D. v2=2b時,在最高點桿對小球的彈力大小為2a

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【題目】用如圖(甲)所示的電路圖研究額定電壓為2.4V的燈泡L的伏安特性,并根據(jù)公式P=UI計算出該燈泡在額定電壓下工作時的電功率.可供選擇的實驗器材有 A.電源E=4.5V B.電壓表量程03V;C.電壓表量程015V;D.電流表量程00.6AE.滑動變阻器最大阻值10Ω;F.滑動變阻器最大阻值5KΩ.開關(guān)、導(dǎo)線等。

1)在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器觸頭應(yīng)該放在端________.(選填ab);電壓表選________滑動變阻器選________。

2)按電路圖(甲)測出的燈泡電阻值比真實值________(選填偏大偏小).根據(jù)所得到的圖像如圖(乙)所示,它在額定電壓下實際功率P________W;

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【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)BCD后再回到狀態(tài)A。其中,ABCD為等溫過程,BCDA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的卡諾循環(huán)。該循環(huán)過程中,下列說法正確的是________。

AAB過程中,氣體對外界做功

BBC過程中,氣體分子的平均動能增大

CCD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多

DCD過程中,氣體放熱

EDA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化

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【題目】用下列器材組裝成一個電路,既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r,又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。

A.電壓表V1(量程6V、內(nèi)阻很大)

B.電壓表V2(量程3V、內(nèi)阻很大)

C.電流表A(量程3A、內(nèi)阻很。

D.滑動變阻器R(最大阻值10Ω

E.小燈泡(2A、5W

F.電池組(電動勢E、內(nèi)阻r

G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干

(1)某同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖如圖甲,實驗時調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片向右滑動,則電壓表V1的示數(shù)________,電壓表V2的示數(shù)________。(填“變大”“變小”或“不變”)

(2)每一次操作后,同時記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),組成兩個坐標(biāo)點(I,U1)、(I,U2),標(biāo)到UI坐標(biāo)中,經(jīng)過多次測量,最后描繪出兩條圖線,如圖乙所示,則電池組的電動勢E=________V、內(nèi)阻r=________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)UI圖像中兩條圖線在P點相交,此時滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)為________Ω,電池組的效率為________。

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【題目】哈利法塔是目前世界最高的建筑。游客乘坐世界最快觀光電梯,從地面開始經(jīng)歷加速、勻速、減速的過程恰好到達觀景臺只需45秒,運行的最大速度為。觀景臺上可以鳥瞰整個迪拜全景,可將棕櫚島、帆船酒店等盡收眼底,頗為壯觀。一位游客用便攜式拉力傳感器測得:在加速階段質(zhì)量為的物體受到的豎直向上拉力為,若電梯加速、減速過程視為勻變速直線運動求:

1)電梯加速階段的加速度大。

2)加速運動的時間;

3)若減速階段與加速階段的加速度大小相等,求觀景臺的高度。

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【題目】用圖1所示的實驗裝置做研究平拋物體的運動實驗.

對于實驗的操作要求,下列說法正確的是_____

A. 應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B. 斜槽軌道必須光滑

C. 斜槽軌道末端可以不水平

D. 要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些

E. 為了比較準(zhǔn)確地描出小球運動的軌跡,應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來

根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡.部分運動軌跡如圖2所示.圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l,P1,P2P3是軌跡圖線上的3個點,P1P2P2P3之間的水平距離相等.若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運動,重力加速度為g.可求出小球從P1運動到P2所用的時間為______,小球拋出后的水平速度為_____.

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【題目】如圖所示,在豎直面內(nèi)固定著一個剛性的、絕緣的、內(nèi)壁光滑的橢圓軌道。AC、BD分別是橢圓短軸與長軸上的點,它們相交于O點。最初,將一個小球從A點水平射出,它能通過C點。現(xiàn)在在O點固定一個正電荷,同時讓小球也帶正電,仍然將它以相同的速度從A點水平射出,小球始終沿軌道運動,它仍能通過C點,則下列說法正確的是(  )

A.小球運動到B點時機械能比原來大

B.小球運動到B點時對軌道的壓力和原來相同

C.小球運動到C點時機械能比原來大

D.小球運動到C點時對軌道的壓力比原來大

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