【題目】如圖所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)加速后,沿兩水平金屬板C、D間的中心線射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最后打在熒光屏上。CD兩板間的電勢(shì)差UCD隨時(shí)間變化如圖所示,設(shè)C、D間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng)。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e(重力不計(jì)),C、D極板長(zhǎng)為L, 板間距離為d,偏轉(zhuǎn)電壓U2,熒光屏距C、D右端的距離為L/6, 不同時(shí)刻從K極射出的電子都能通過(guò)偏轉(zhuǎn)電極且不計(jì)電子間的相互作用。求:
(1)電子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間t0
(2)若UCD的周期T=t0, 熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長(zhǎng)度;
(3)若UCD的周期T=2t0, 到達(dá)熒光屏上O點(diǎn)的電子的動(dòng)能?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)電子先AB板間電場(chǎng)加速,后進(jìn)入CD板間電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),最后離開(kāi)電場(chǎng)而做勻速直線運(yùn)動(dòng).先由動(dòng)能定理求出加速獲得的速度.電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),由公式求時(shí)間;(2)當(dāng)時(shí),所有電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程,豎直方向加速半個(gè)周期,減速半個(gè)周期,最終水平飛出射出電場(chǎng)。t=0時(shí)刻進(jìn)入的電子向上側(cè)移距離最大.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求出最大的偏轉(zhuǎn)距離,向下偏轉(zhuǎn)的最大距離等于向上偏轉(zhuǎn)的最大距離。即可得到熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長(zhǎng)度;(3)當(dāng)時(shí),電子要到達(dá)O點(diǎn)必須在豎直方向有先加速后減速再反向加速過(guò)程,并且加速大小相等,整個(gè)過(guò)程向上的位移和向下的位移大小相等,根據(jù)位移相等,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出向上加速的時(shí)間,求得豎直方向偏轉(zhuǎn)的距離,根據(jù)動(dòng)能定理求解到達(dá)熒光屏上O點(diǎn)的電子的動(dòng)能。
(1)電子在電場(chǎng)中加速過(guò)程:
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速運(yùn)動(dòng):
聯(lián)立解得:
(2)當(dāng)時(shí),所有電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程,豎直方向加速半個(gè)周期,減速半個(gè)周期,最終水平飛出.由豎直方向速度時(shí)間圖象得,時(shí)刻進(jìn)入的電子向上側(cè)移距離最大。
同理得向下側(cè)移距離最大值:
所以電子達(dá)到的區(qū)域長(zhǎng):
(3)當(dāng)時(shí),電子要到達(dá)O點(diǎn)必須在豎直方向有先加速后減速再反向加速過(guò)程,并且加速大小相等,整個(gè)過(guò)程向上的位移和向下的位移大小相等,設(shè)向上加速時(shí)間為△t,加速度大小為a,
則在豎直方向上有:
要到達(dá)O點(diǎn),
聯(lián)立解得:
所以到達(dá)O點(diǎn)的電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)電子做功,
電子從K到O過(guò)程由動(dòng)能定理得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,M、N兩平行金屬板間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電粒子(重力不計(jì))從O點(diǎn)以速度υ沿著與兩板平行的方向射入場(chǎng)區(qū)后,做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t1飛出場(chǎng)區(qū);如果兩板間撤去磁場(chǎng),粒子仍以原來(lái)的速度從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)時(shí)間的t2飛出電場(chǎng);如果兩板間撤去電場(chǎng),粒子仍以原來(lái)的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后,經(jīng)過(guò)時(shí)間t3飛出磁場(chǎng),則t1、t2、t3的大小關(guān)系為( 。
A. t1=t2<t3 B. t2>t1>t3 C. t1=t2=t3 D. t1>t2=t3
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑絕緣水平軌道上有三點(diǎn)A、B、C,A、C兩點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。在B點(diǎn)正上方h高度處的P點(diǎn)固定一個(gè)帶電量為+Q的點(diǎn)電荷,P、A、C三點(diǎn)間距離相等。如果取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ.現(xiàn)在A點(diǎn)置一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊并給其一個(gè)初速度v0,物塊沿軌道向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度大小為v,物塊所帶正電荷的電荷量為q且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量不變,k為靜電力常量,下列說(shuō)法正確的是( 。
A. 物塊在C點(diǎn)的電勢(shì)能為Qφ
B. 點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
C. 物塊在B點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為
D. 點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為、、、一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,則
A. 直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),
B. 若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電勢(shì)能減少
C. 直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),
D. 若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電勢(shì)能增加
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測(cè)定額定電壓為5V的LED燈泡正常工作時(shí)的電阻,已知該燈泡正常工作時(shí)電阻大約為500Ω,其電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有
A.電流表A1(量程為60mA,內(nèi)阻RA1,約為1Ω,讀數(shù)記為I1)
B.電流表A2(量程為3mA,內(nèi)阻RA2=20Ω,讀數(shù)記為I2)
C.電壓表V(量程0~15V,內(nèi)阻RV=lkΩ,讀數(shù)記為U)
D.定值電阻R1=980Ω
E.定值電阻R2=1980Ω
F.滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω)
G.蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為24V,內(nèi)阻很小)
H.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)部分電路原理圖如圖所示,請(qǐng)選擇合適的器材,電表1為____,電表2為____,定值電阻為____(填寫(xiě)器材前的字母編號(hào))
(2)將電路圖補(bǔ)充完整.
(3)寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx=________(用巳知量和測(cè)量量表示),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置.當(dāng)表達(dá)式中的____(填字母)達(dá)到______,記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式,其結(jié)果即為LED燈正常工作時(shí)的電阻.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于庫(kù)侖定律,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 庫(kù)侖定律適用于點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體
B. 根據(jù)F=k,當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí),靜電力將趨向無(wú)窮大
C. 若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量,則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力
D. 庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式相似,都與距離的平方成反比.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界由x軸和 曲線圍成(x≤2m)。現(xiàn)用水平拉力F把邊長(zhǎng)為2m的正方形單匝線框以水平速度v=10 m/s勻速地拉過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T,線框的電阻R=0.5 Ω,不計(jì)一切摩擦阻力,則( )
A. 拉力F要做12.8 J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)
B. 拉力F要做6.4 J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)
C. 拉力F的最大功率為3.2 W
D. 水平拉力F的最大值為6.4 N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】小聰、小慧和小明分別做了以下三個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn):
(1)小聰利用圖甲所示電路圖“研究通過(guò)小電珠的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系”。他閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使其向右端b滑動(dòng),此過(guò)程中,電壓表V的示數(shù)將______(選填“變大”、“變小”或“不變”);若某一狀態(tài)下,他讀出電壓表V、電流表A的示數(shù)分別為2.7V、0.3A,則該狀態(tài)下小電珠的電阻測(cè)量值為_______Ω。
(2)小慧在“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)圖乙的電路連接實(shí)物,利用測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了圖丙所示的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像(U-I圖像),由圖可知,她測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E=____V,電池內(nèi)阻r=______ Ω。
(3)小明準(zhǔn)備測(cè)量一只電阻R的阻值,要求操作方便、測(cè)量誤差盡量小。
①他先用多用電表的電阻擋“×1k”倍率測(cè)R的阻值,電表指針?lè)(wěn)定時(shí)如圖丁所示,其示數(shù)為_________Ω:
②接著他利用下列器材進(jìn)一步測(cè)量:
A.電流表(0~500μA,內(nèi)阻約200Ω)
B.電壓表(0~3V擋、內(nèi)阻約5kΩ,0~15V擋、內(nèi)阻約25 kΩ)
C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為20Ω)
D.兩只干電池串聯(lián)組成的電源(總電動(dòng)勢(shì)3V)
E.開(kāi)關(guān)
F.導(dǎo)線若干
小明設(shè)計(jì)好電路后,在實(shí)物間已經(jīng)連接了三根導(dǎo)線,請(qǐng)你用筆畫(huà)線表示導(dǎo)線在圖戊對(duì)應(yīng)的答題卡虛線框中把還未連接的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈c將靠近金屬導(dǎo)軌( )
A. 向右做勻速運(yùn)動(dòng) B. 向左做勻速運(yùn)動(dòng)
C. 向右做減速運(yùn)動(dòng) D. 向右做加速運(yùn)動(dòng)
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