“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測(cè)板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢(shì)值不等的等勢(shì)面,其過(guò)球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測(cè)板N,其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢(shì)面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間.忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng).

(1)判斷半球面A、B的電勢(shì)高低,并說(shuō)明理由;

(2)求等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;

(3)若半球面A、B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為φA、φB和φC,則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前、后的動(dòng)能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少?

(4)比較|ΔEk左|和|ΔEk右|的大小,并說(shuō)明理由.


解析:(1)電子(帶負(fù)電)做圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力方向指向球心,電場(chǎng)方向從B指向A,半球面B的電勢(shì)高于A.

(2)據(jù)題意,電子在電場(chǎng)力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),考慮到圓軌道上的電場(chǎng)強(qiáng)度E大小相同,有:

eE=m,Ek0=mv2,R=,

聯(lián)立解得E==.

(3)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理,有ΔEk=qU

對(duì)到達(dá)N板左邊緣的電子,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,有ΔEk左=e(B-C)

對(duì)到達(dá)N板右邊緣的電子,電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,有ΔEk右=e(A-C).

(4)根據(jù)電場(chǎng)線特點(diǎn),等勢(shì)面B與C之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C與A之間的電場(chǎng)強(qiáng)度,考慮到等勢(shì)面間距相等,有|B-C|>|A-C|,即

|ΔEk左|>|ΔEk右|.

答案:(1)見(jiàn)解析

(2)

(3)e(B-C)　e(A-C)

(4)見(jiàn)解析


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，航天飛機(jī)在完成對(duì)空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的近地點(diǎn)。關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度大于經(jīng)過(guò)B的速度

B．在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期

C．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A 的動(dòng)能

D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，已知單擺在擺動(dòng)過(guò)程中的擺角小于5°；在測(cè)量單擺的周期時(shí)，從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間內(nèi)為t；在測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)時(shí)，先用毫米刻度尺測(cè)得懸掛后的擺線長(zhǎng)（從懸點(diǎn)到擺球的最上端）為L，再用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球的直徑為d．

（1）該單擺在擺動(dòng)過(guò)程中的周期為_(kāi)_________________；

（2）用上述物理量的符號(hào)寫(xiě)出求重力加速度的一般表達(dá)式g= ______________________

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)得的重力加速度的值總是偏大，其原因可能是下述原因中的

A．單擺的懸點(diǎn)未固定緊，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線增長(zhǎng)了

B．把n次擺動(dòng)的時(shí)間誤記為（n+1）次擺動(dòng)的時(shí)間

C．以擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算

D．以擺線長(zhǎng)與擺球的直徑之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖(甲)所示,水平面被豎直線PQ分為左、右兩部分,左部分光滑,范圍足夠大,上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),右部分粗糙.一質(zhì)量為m=2 kg,長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣體制成的均勻帶正電直棒AB置于水平面上,A端距PQ的距離為s=3 m,給棒一個(gè)水平向左的初速度v0,并以此時(shí)作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),棒在最初2 s的運(yùn)動(dòng)圖像如圖(乙)所示.2 s末棒的B端剛好進(jìn)入電場(chǎng),已知直棒單位長(zhǎng)度帶電荷量為λ=0.1 C/m,取重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)直棒的長(zhǎng)度;

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E;

(3)直棒最終停在何處.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示,真空中M、N處放置兩等量異種點(diǎn)電荷,a、b、c表示電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線,d點(diǎn)和e點(diǎn)位于等勢(shì)線a上,f點(diǎn)位于等勢(shì)線c上,df平行于MN.已知一帶正電的檢驗(yàn)電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn)時(shí),檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能增加,則以下判斷正確的是(　　)

 

A.M點(diǎn)處放置的是正電荷

B.若將帶正電的檢驗(yàn)電荷沿圖中虛線de由d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn),則電場(chǎng)力先做正功、后做負(fù)功

C.d點(diǎn)的電勢(shì)高于f點(diǎn)的電勢(shì)

D.d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與f點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示,在絕緣光滑水平面上固定兩個(gè)等量同種電荷A、B,在AB連線上的P點(diǎn)由靜止釋放一帶電滑塊,則滑塊會(huì)在A、B之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),則以下判斷正確的是(　　)

A.滑塊一定帶的是與A、B異種的電荷

B.滑塊一定帶的是與A、B同種的電荷

C.滑塊在由P向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電勢(shì)能一定是先增大后減小

D.滑塊的動(dòng)能與電勢(shì)能之和一定減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在真空中水平放置平行板電容器,兩極板間有一個(gè)帶電油滴,電容器兩板間距為d,當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí),油滴保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.當(dāng)給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1,油滴開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng);經(jīng)時(shí)間Δt后,電容器突然放電使其電壓減少ΔU2,又經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt,油滴恰好回到原來(lái)位置.假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有失去電荷,充電和放電的過(guò)程均很短暫,這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì).重力加速度為g.試求:

(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比;

(2)第一個(gè)Δt與第二個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比;

(3)ΔU1與ΔU2之比.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一個(gè)物體以初速V0水平拋出，經(jīng)時(shí)間t，豎直方向速度大小為V0，則t為：（  ）

A．      B．          C．           D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，已知a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、d兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。甲、乙兩個(gè)帶粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相同，甲粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為acb，乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為adb．由此可以判定：（     ）

A．甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)與乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等

B．甲、乙兩粒子帶同種電荷

C．甲粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于乙粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能

D．甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

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