【題目】如圖所示，一對(duì)半徑均為R1的金屬板M、N圓心正對(duì)平行放置，兩板距離為d，N板中心鍍有一層半徑為R2的圓形鋅金屬薄膜，，兩板之間電壓為UMN，兩板之間真空且可視為勻強(qiáng)電場。N板受到某種單色光照射后鋅金屬薄膜表面會(huì)發(fā)射出最大速率為v，方向各異的電子，已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，每秒穩(wěn)定發(fā)射n個(gè)電子。電子在板間運(yùn)動(dòng)過程中無碰撞且不計(jì)電子的重力和電子間相互作用，電子到達(dá)M板全部被吸收。M板右側(cè)串聯(lián)的電流表可以測量到通過M板的電流I。試求：

（1）當(dāng)UMN取什么值時(shí)，I始終為零；

（2）當(dāng)UMN取什么值時(shí)，I存在一個(gè)最大值，并求這個(gè)最大值；

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：垂直N板發(fā)射速度為v的電子不能到達(dá)M板時(shí)，電流為零，根據(jù)動(dòng)能定理，即可求解；根據(jù)從鋅膜邊緣平行N板射出的電子作類平拋運(yùn)動(dòng)剛好能到達(dá)M板邊緣時(shí)，則所有電子均能到達(dá)M板，電流最大，結(jié)合類平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律，依據(jù)牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解。

（1）當(dāng)垂直N板發(fā)射速度為v的電子不能到達(dá)M板時(shí)，電流為零

令此時(shí)兩板間電壓為UMN

根據(jù)動(dòng)能定理：

可得：

（2）當(dāng)從鋅膜邊緣平行N板射出的電子作類平拋運(yùn)動(dòng)剛好能到達(dá)M板邊緣時(shí)，則所有電子均能到達(dá)M板，電流最大 I=ne

令此時(shí)兩板間電壓為

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：水平方向：R1-R2=vt

豎直方向：

由牛頓第二定律得：

聯(lián)立以上可得：

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】如圖所示，兩根水平放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌相距為d，電阻不計(jì)，在其左端接有阻值為R的電阻，MN為一根長度也為d、質(zhì)量為m，電阻為r的金屬桿，垂直導(dǎo)軌放置，并與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，開始時(shí)桿MN處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻（t=0）對(duì)桿MN施加一個(gè)平行導(dǎo)軌方向的水平力，使之做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（導(dǎo)軌足夠長）

（1）判斷M、N兩端的電勢高低；

（2）求t=t1時(shí)刻桿MN兩端的電壓；

（3）求水平力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，下圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示(單位：cm)．

由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻的即時(shí)速度大小v4＝______m/s，小車的加速度大小a＝________m/s2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用頻閃照相法研究小球的自由落體運(yùn)動(dòng)，選擇一張清晰的頻閃照片，剪掉前面小球重疊部分進(jìn)行研究．已知小球在釋放位置時(shí)，球心與刻度尺的零刻度線對(duì)齊．

(1)根據(jù)照片中刻度尺的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你讀出小球運(yùn)動(dòng)到照片中第5個(gè)像點(diǎn)時(shí)下落的高度為________m.

(2)若所用照相機(jī)的曝光頻率為f，照片上1、3像點(diǎn)距離和1、5像點(diǎn)距離分別為s1、s2，則像點(diǎn)2所對(duì)應(yīng)小球的速度v＝________，小球自由下落的加速度a＝________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一束初速度不計(jì)的電子的電子槍中經(jīng)的加速電壓加速后，沿距離兩極板等間距的中間虛線垂直進(jìn)入平行板的勻強(qiáng)電場，如圖所示，若板間距離，板長，偏轉(zhuǎn)電極邊緣到熒光屏的距離為，偏轉(zhuǎn)電場只存在于兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極之間．已知電子質(zhì)量為，電荷量為，求：

（）電子離開加速電場時(shí)的速度大小．

（）電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間．

（）要使電子能從平行板間飛出， 兩個(gè)極板上最大電壓是多少．

（）電子最遠(yuǎn)能夠打到離熒光屏上中心點(diǎn)多遠(yuǎn)處．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，絕緣板固定在水平地面上，單匝粗細(xì)均勻的正方形銅線框ABCD靜止于絕緣板上，其質(zhì)量為1kg、邊長為1m、電阻為0.1 ，E、F分別為BC、AD的中點(diǎn)。零時(shí)刻起在ABEF區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場。其磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。假設(shè)線框受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，線框與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，區(qū)域邊界有磁場，g取10m/s2。則

A. 0.5 s時(shí)刻CD兩端電壓為0.25 V

B. 在0～0.5 s內(nèi)通過線框某截面的電量為2.5 C

C. 0.5 s時(shí)刻線框中的感應(yīng)電流沿ADCB方向

D. 0.6 s末線框?qū)㈤_始運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】不可回收的航天器在用后，將成為太空垃圾，如圖是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖，下列說法中正確的是（　�。�

A. 離地越低的太空垃圾運(yùn)行的向心加速度一定越大

B. 離地越低的太空垃圾受到的地球的萬有引力一定越大

C. 由公式得，離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越大

D. 太空垃圾可能跟同一軌道上同向飛行的航于器相撞

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，兩根水平的金屬光滑平行導(dǎo)軌，其末端連接等高光滑的圓弧，其軌道半徑，圓弧段在圖中的cd和ab之間，導(dǎo)軌的間距為，軌道的電阻不計(jì)，在軌道的頂端接有阻值為的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度。現(xiàn)有一根長度稍大于L、電阻不計(jì)，質(zhì)量的金屬棒，從軌道的水平位置ef開始在拉力F作用下，從靜止勻加速運(yùn)動(dòng)到cd的時(shí)間，在cd時(shí)的拉力為。已知金屬棒在ef和cd之間運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力隨時(shí)間變化的圖像如圖2所示，重力加速度，求：

（1）求勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度；

（2）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)通過金屬棒的電荷量q；

（3）勻加到cd后，調(diào)節(jié)拉力使金屬棒接著沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處，金屬棒從cd沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab的過程中，拉力做的功W。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb，直徑分別為da和db(da＞db)．將a，b球依次放入一豎直放置平底圓筒內(nèi)，如圖所示．設(shè)a，b兩球靜止時(shí)對(duì)圓筒側(cè)面的壓力大小分別為F1和F2，筒底所受的壓力大小為F.已知重力加速度大小為g.若所有接觸面都是光滑的，則(　　)

A. F＝(ma＋mb)g　F1＝F2

B. F＝(ma＋mb)g　F1≠F2

C. mag＜F＜(ma＋mb)g　F1＝F2

D. mag＜F＜(ma＋mb)g　F1≠F2

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