【題目】如圖甲所示，圓盒為電子發(fā)射器，厚度為h，M處是電子出射口，它是寬度為d、長(zhǎng)為圓盒厚度的狹縫。其正視截面如圖乙所示，D為絕緣外殼，整個(gè)裝置處于真空中，半徑為a的金屬圓柱A可沿半徑向外均勻發(fā)射速率為v的低能電子；與A同軸放置的金屬網(wǎng)C的半徑為b。不需要電子射出時(shí)，可用磁場(chǎng)將電子封閉在金屬網(wǎng)以內(nèi)；若需要低能電子射出時(shí)，可撤去磁場(chǎng)，讓電子直接射出；若需要高能電子，撤去磁場(chǎng)，并在A、C間加一徑向電場(chǎng)，使其加速后射出。不考慮A、C的靜電感應(yīng)電荷對(duì)電子的作用和電子之間的相互作用，忽略電子所受重力和相對(duì)論效應(yīng)，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e。

（1）若需要速度為kv (k >1) 的電子通過金屬網(wǎng)C發(fā)射出來，在A、C間所加電壓U是多大？

（2）若A、C間不加電壓，要使由A發(fā)射的電子不從金屬網(wǎng)C射出，可在金屬網(wǎng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域加垂直于圓盒平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值；

（3）若在C、A間不加磁場(chǎng)，也不加徑向電場(chǎng)時(shí)，檢測(cè)到電子從M射出形成的電流為I，忽略電子碰撞到C、D上的反射效應(yīng)和金屬網(wǎng)對(duì)電子的吸收，以及金屬網(wǎng)C與絕緣殼D間的距離，求圓柱體A發(fā)射電子的功率P。

【答案】（1）=（2）（3）

【解析】(1) 對(duì)電子經(jīng)CA間的電場(chǎng)加速時(shí)，由動(dòng)能定理得

所需加速電壓為U=

(2)電子在CA間磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡圓與金屬網(wǎng)相切時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BC。設(shè)此軌跡圓的半徑為r，則

解得

解得最小磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

(3)設(shè)時(shí)間t內(nèi)由M口射出的電子數(shù)為n，則

設(shè)時(shí)間t內(nèi)從A中發(fā)射的電子數(shù)為N

圓柱體A發(fā)射電子的功率為

練習(xí)冊(cè)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，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為1:2，兩端共接有4個(gè)電阻，其中R1=R0，R2=2R0，R3=R4=4R0，現(xiàn)將a、b兩端接在交流電源上，則下列說法中正確的是（ ）

A. R1消耗的電功率為R2消耗的電功率的2倍。

B. 流過R1的電流有效值等于流過R3的電流有效值。

C. R2兩端的電壓有效值是R3兩端電壓有效值的2倍

D. 流過R2的電流有效值流過是R4電流有效值的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用電流表和電壓表測(cè)定某圓柱體的電阻率，實(shí)驗(yàn)室提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：

A．一節(jié)干電池及電池夾

B．直流電流表（量程0.6A內(nèi)阻0.100Ω、3A內(nèi)阻0.025Ω）

C．直流電壓表（量程3V內(nèi)阻5kΩ、15V內(nèi)阻25kΩ）

D．待測(cè)圓柱體

E．電阻箱（阻值范圍0~9999Ω，最大允許電流為1A）

F．多用電表

G．游標(biāo)卡尺

H．螺旋測(cè)微器

I．導(dǎo)線若干根

①粗測(cè)圓柱體的電阻，選擇多用電表“×1”倍率的電阻擋，調(diào)零后將表筆分別與待測(cè)圓柱體兩端相連，示數(shù)如圖（a）所示，結(jié)果為_________Ω。

②用最小分度為毫米的刻度尺測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度L，示數(shù)如圖（b）所示，結(jié)果為L=___cm。

③用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的直徑D，如圖（c）所示，D=_________mm 。

④將電流表和電壓表接在圖（d）的電路中A、B、C、D等接線柱上，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路_______。

⑤閉合開關(guān)S前，應(yīng)將電阻箱的電阻R調(diào)到__________（填“最大”或“最小”）。

⑥改變電阻箱的電阻值，測(cè)得多組電流和電壓值，做完實(shí)驗(yàn)后斷開電鍵開關(guān)，拆除線路。若電流表和電壓表的示數(shù)分別為I、U，則圓柱體的電阻率為_____________（用題中的物理量符號(hào)表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)有待測(cè)電池、電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）、滑動(dòng)變阻器（阻值0~10Ω，額定電流2A）、開關(guān)各一個(gè)、導(dǎo)線若干。為了防止實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)過密（即要求電壓變化范圍相對(duì)大一些），另外還配有一個(gè)定值電阻R0（阻值為1Ω、額定功率為5W）。

(1)請(qǐng)按照?qǐng)D甲設(shè)計(jì)的電路圖用筆畫線將圖乙實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整______。

(2)該同學(xué)按照要求連接好電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖13所示的U－I圖像，則電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，電源內(nèi)阻r＝_____Ω。

（3）在上述實(shí)驗(yàn)過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中，虛線代表沒有誤差情況下，電壓表兩端電壓的真實(shí)值與通過電源電流真實(shí)值關(guān)系的圖像，實(shí)線是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出的圖像，則圖14中能正確表示二者關(guān)系的是______（選填選項(xiàng)下面的字母）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“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)面電勢(shì)分別為φA和φB，其過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的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)，不考慮電子重力。下列說法中正確的是（ ）

A. A球面電勢(shì)比B球面電勢(shì)高

B. 電子在AB間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)

C. 等勢(shì)面C所在處電勢(shì)大小為

D. 等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)電源在外電阻不斷變化時(shí)，內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關(guān)系分別用拋物線C1、C2表示．由該圖可知(　　)

A. 電源的電動(dòng)勢(shì)為8 V

B. 電源的內(nèi)電阻為1 Ω

C. 電源輸出功率的最大值為4 W

D. 電源消耗的最大功率為8 W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以下為某同學(xué)測(cè)定某金屬絲的電阻率的部分實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)完成以下各小題：

（1）他用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如下左圖所示，其讀數(shù)為________mm。

（2）他用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx，其電路如上右圖所示。如圖是實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)電路圖，補(bǔ)充完成如圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞__________。

（3）他在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，并描繪出U-I圖線，如圖所示。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________ （保留兩位有效數(shù)字）。

（4）考慮電壓表、電流表的內(nèi)阻，本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)電阻值_____（填“大于”或“小于”）真實(shí)值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】示波器的核心部件是示波管，其內(nèi)部抽成真空，圖17是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。熾熱的金屬絲可以連續(xù)發(fā)射電子，電子質(zhì)量為m，電荷量為e。發(fā)射出的電子由靜止經(jīng)電壓U1加速后，從金屬板的小孔O射出，沿OO′進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)是由兩個(gè)平行的相同金屬極板M、N組成，已知極板的長(zhǎng)度為l，兩板間的距離為d，極板間電壓為U2，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的右端到熒光屏的距離為L。不計(jì)電子受到的重力和電子之間的相互作用。

（1）求電子從小孔O穿出時(shí)的速度大小v0；

（2）求電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y；

（3）若將極板M、N間所加的直流電壓U2改為交變電壓u=Umsint，電子穿過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于交流電的周期T，且電子能全部打到熒光屏上，求電子打在熒光屏內(nèi)范圍的長(zhǎng)度s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A 為電解槽，M 為電動(dòng)機(jī)，N 為電爐子，恒定電壓U =12V，電解槽內(nèi)阻rA =2Ω。當(dāng)S1 閉合，S2、S3 斷開時(shí)，電流表示數(shù)為6A；當(dāng)S2 閉合，S1、S3 斷開時(shí)， 示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S3 閉合，S1、S2 斷開時(shí)，示數(shù)為4A。求：

(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?

(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少?

(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少?

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