如圖甲所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)加速電壓U1,加速后,在水平方向沿O1O2垂直進入偏轉(zhuǎn)電場.已知形成偏轉(zhuǎn)電場的平行板電容器的極板長為L(不考慮電場邊緣效應(yīng)),兩極板間距為d,O1O2為兩極板的中線,P是足夠大的熒光屏,且屏與極板右邊緣的距離也為L.求:

(1)粒子進入偏轉(zhuǎn)電場的速度v的大小;
(2)若偏轉(zhuǎn)電場兩板間加恒定電壓,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后正好打中屏上的A點,A點與極板M在同一水平線上,求偏轉(zhuǎn)電場所加電壓U2;
(3)若偏轉(zhuǎn)電場兩板間的電壓按如圖乙所示作周期性變化,要使電子經(jīng)加速電場后在t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場后水平擊中A點,試確定偏轉(zhuǎn)電場電壓U0以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件.

(1)  (2) (3) U0=(n=1,2,3,4…)

解析試題分析:電子經(jīng)加速電場加速:eU1=mv02
解得:v0=
(2)由題意知,電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后做勻速直線運動到達A點,設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角為θ,則由幾何關(guān)系得: =(L+)tanθ
解得:tanθ=
,而,,且,
聯(lián)立以上各式可解得
(3)要使電子在水平在水平方向擊中A點,電子必向上極板偏轉(zhuǎn),且vy=0,則電子應(yīng)在t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場,且電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為整數(shù)個周期,設(shè)電子從加速電場射出的速度為v0,則
因為電子水平射出,則電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間滿足t==" nT"
  (n=1,2,3,4…)     
在豎直方向位移應(yīng)滿足
解得:U0= (n=1,2,3,4…)
考點:帶電粒子在勻強電場中的運動.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一束電子流在經(jīng)U =5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖所示.若兩板間距d ="1.0" cm,板長l ="5.0" cm,那么,要使電子能 從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分) 如圖以y軸為邊界,右邊是一個水平向左的E1=1×104N/C勻強電場,左邊是一個與水平方向成45°斜向上的E2=×104N/C勻強電場,現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=1.0g,帶電量q=1.0×10-6C小顆粒從坐標(biāo)為(0.1,0.1)處靜止釋放。忽略阻力,g=10m/s2。 求

(1)第一次經(jīng)過y軸時的坐標(biāo)及時間
(2)第二次經(jīng)過y軸時的坐標(biāo)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)電子擴束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板組成,如圖甲所示。大量電子由靜止開始,經(jīng)加速電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO'射入偏轉(zhuǎn)電場。當(dāng)兩板不帶電時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當(dāng)在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓(如圖乙所示)時,所有電子均能從兩板間通過,然后進入豎直寬度足夠大的勻強磁場中,最后打在豎直放置的熒光屏上。已知磁場的磁感應(yīng)強度為B,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,其重力不計。

(1)求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的位置到OO'的最小距離和最大距離;
(2)要使所有電子都能垂直打在熒光屏上,
(i)求勻強磁場的水平寬度L;
(ii)求垂直打在熒光屏上的電子束的寬度。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)一個電子以v0=4×l07m/s的速度,方向與電場方向相同,射入電場強度E=2×l05V/m的勻強電場中,如圖所示,已知電子電量e=-1.6×10-19C,電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg.試求:

(1)從電子的入射點到達速度為0之點的兩點間電勢差是多少?兩點間距離是多少?
(2)電子到達速度為0之點所需的時間是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖,平行板間電壓為U,板間距離為d,板長為L1,一帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,以初速度v0垂直于場強方向射入電場中,離開電場后沿直線打在熒光屏上,熒光屏到平行板右端的距離為L2,不計粒子重力。

求:
(1)粒子在電場中運動的時間t1
(2)板間場強E和粒子在電場中運動的加速度a;
(3)粒子在電場中偏轉(zhuǎn)分位移y;
(4)粒子離開電場后經(jīng)多長時間t2打到熒光屏上?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖甲所示,兩個完全相同的平行板電容器PQ和MN,板間距離為d,極板長為L,極板厚度不計。將它們置于圖示方向足夠大的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B0,兩電容器極板的左端和右端分別對齊,兩電容器極板所加電壓值相同。一質(zhì)量為m、電荷量為+q、重力不計的粒子從極板P、Q間的中軸線O1O2左邊緣的O1點,以速度v0沿O1O2勻速穿過電容器PQ,經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后沿極板M、N的中軸線O3O4做勻速直線運動,又經(jīng)過磁場回到O1點,如此循環(huán)往復(fù)。不計電容器之外的電場對粒子運動的影響。求

(1)極板P、Q,M、N間所加電壓的數(shù)值U。
(2)Q板和M板間的距離x。
(3)粒子從O1點開始運動到再次回到O1點所用的時間。
(4)若撤去電容器上所加的電壓,將原磁場換作按圖乙規(guī)律變化的磁場,取垂直紙面向里為磁場的正方向。粒子仍從O1點沿O1O2在0時刻以速度v0進入電容器PQ,在時刻恰好從P板右邊緣水平射出(為未知量)。則B1為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,當(dāng)滑線變阻器的滑動觸點向上滑動時(   )

A.電壓表V的讀數(shù)增大,電流表A的讀數(shù)減小
B.電壓表V和電流表A的讀數(shù)都減小
C.電壓表V和電流表A的讀數(shù)都增大
D.電壓表V的讀數(shù)減小,電流表A的讀數(shù)增大

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某同學(xué)設(shè)計了一個轉(zhuǎn)向燈電路,其中L為指示燈,L1和L2分別為左右轉(zhuǎn)向燈,S為單刀雙擲開關(guān),E為電源,內(nèi)阻不計。當(dāng)S置于位置1時,以下判斷正確的是

A.L的功率小于額定功率 B.L1亮,其功率等于額定功率
C.L2亮,其功率等于額定功率 D.含L支路總功率較另一支路的大

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同步練習(xí)冊答案