在真空室內(nèi)速度為v=6.4×107m/s的電子束連續(xù)地沿兩平行導體極板的中心線射入,如圖所示,極板長L=8.0×10-2m,兩極板間距離d=5.0×10-3m,兩極板不帶電時,電子束將沿中心線射出極板。今在兩極板間加上50Hz的交變電壓U=U0sin100πtV,發(fā)現(xiàn)有時有電子從兩極板之間射出,有時則無電子從兩極板間射出,若有電子射出的時間間隔與無電子射出的時間間隔之比△t1:△t2=2:1,則所加的交變電壓的最大值U0為多大?已知電子的質(zhì)量為m=9.1×10-31kg,電量為e=1.6×10-19C。
105V.

試題分析:電子飛出電場的時間,交變電壓的周期T=0.02s;
t遠小于T,電子相當于穿過一個恒定的電場,做類平拋運動.電子恰好不能通過電場時電壓為Uc,則電子飛出電場的時間:
,
聯(lián)立得:
代入解得,Uc=91V
因為電子通過的時間t1跟間斷的時間t2之比為△t1:△t2=2:1,所以在半個周期內(nèi),將有
的時間極板間電壓的瞬時值超過UC=91V,而的時間內(nèi)極板間電壓的瞬時值小于UC=91V.根據(jù)正弦交流電的變化規(guī)律可知,應有:UC=U0sin() 代入解得:U0=105V.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

質(zhì)量m=kg,q=C的帶電粒子以=1m/s的初速水平射入AB兩板間的勻強電場,從A射入,保持水平運動從B'處射出, 已知兩板間距為3cm,板長AA'=BB'=4cm,

求 :①粒子在兩板間作何種運動?
②兩板間電勢差多大?哪板帶正電荷?
③粒子從B'出射時速度多大?

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真空中有A、B兩個帶電小球相距L=2.0m,其質(zhì)量分別為m1=1.0g和m2=2.0g,將它們放在光滑的絕緣水平面上,使它們從靜止開始在電場力的作用下相向運動,如圖所示。開始釋放的瞬間,A球的加速度大小為a,經(jīng)過一段時間后A、B兩球相距L',B球的加速度大小為a,速度大小v=3.0m/s,求:
(1)此時A球的速度大小;
(2)此過程中兩球組成的系統(tǒng)電勢能的變化量;
(3)AB兩球之間的距離L'。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,空間相距為的平行金屬板加上電壓后,它們之間的電場可視為勻強電場,其變化如圖,當t=0時,A板電勢比B板電勢高,這時在靠近B板處有一初速度為零的電子(質(zhì)量為,電量為)在電場力作用下開始運動,若要使這電子到達A板時具有最大的動能,則所加交變電壓的頻率最大不能超過多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

宇宙飛船是人類進行空間探索的重要設備,當飛船升空進入軌道后,由于各種原因經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的偏離軌道現(xiàn)象。離子推進器是新一代航天動力裝置,也可用于飛船姿態(tài)調(diào)整和軌道修正,其原理如圖1所示,首先推進劑從圖中的P處被注入,在A處被電離出正離子,金屬環(huán)B、C之間加有恒定電壓,正離子被B、C間的電場加速后從C端口噴出,從而使飛船獲得推進或姿態(tài)調(diào)整的反沖動力。
假設總質(zhì)量為M的衛(wèi)星,正在以速度V沿MP方向運動,已知現(xiàn)在的運動方向與預定方向MN成θ角,如圖2所示。為了使飛船回到預定的飛行方向MN,飛船啟用推進器進行調(diào)整。

已知推進器B、C間的電壓大小為U,帶電離子進入B時的速度忽略不計,經(jīng)加速后形成電流強度為I的離子束從C端口噴出,若單個離子的質(zhì)量為m,電量為q,忽略離子間的相互作用力,忽略空間其他外力的影響,忽略離子噴射對衛(wèi)星質(zhì)量的影響。請完成下列計算任務:

(1)正離子經(jīng)電場加速后,從C端口噴出的速度v是多大?
(2)推進器開啟后飛船受到的平均推力F是多大?
(3)如果沿垂直于飛船速度V的方向進行推進,且推進器工作時
間極短,為了使飛船回到預定的飛行方向,離子推進器噴射
出的粒子數(shù)N為多少?                                              

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,長均為d的兩正對平行金屬板MN、PQ水平放置,板間距離為2d,板間有正交的勻強電場和勻強磁場,一帶電粒子從MP的中點O垂直于電場和磁場方向以v0射入,恰沿直線從NQ的中點A射出;若撤去電場,則粒子從M點射出(粒子重力不計).以下說法正確的是( 。
A.該粒子帶正電
B.該粒子帶正電、負電均可
C.若撤去磁場,則粒子射出時的速度大小為2v0
D.若撤去磁場,則粒子射出時的速度大小為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,在第一象限存在勻強磁場,磁感應強度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強電場,方向沿x軸負向。在y軸正半軸上某點以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點沿垂直于x軸的方向進人電場。不計重力。若該粒子離開電場時速度方向與y軸負方向的夾角為θ,求:

(1)電場強度大小與磁感應強度大小的比值;
(2)該粒子在電場中運動的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩平行金屬板水平放置,距離d =" 2" cm,極板長L =" 40" cm,兩板與電壓U ="182" V的直流電源相接,質(zhì)量m = 0.91×10-30 kg,電量q = 1.6×10-19 C的電子以速度v0 = 4×107 m/s在非常靠近A板的O處垂直于場強方向射入電場.

(1)用計算說明電子是否飛出電場;
(2)要使電子飛出電場,可將B板怎樣上下平行移動?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

噴墨打印機的簡化模型如圖所示,重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾,以速?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825002919135265.png" style="vertical-align:middle;" />垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中(  )
A.電勢能逐漸增大
B.運動軌跡是拋物線
C.運動軌跡與初速度無關
D.運動軌跡與帶電量無關

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