(18分)如圖甲所示,真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子(電子的初速度可忽略不計),經(jīng)電壓為U0的電場加速,加速電壓U0隨時間t變化的圖像如圖乙所示.每個電子通過加速電場的過程時間極短,可認為該過程加速電壓不變.電子被加速后由小孔S穿出,沿兩個彼此靠近且正對的水平金屬板A、B間中軸線,從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場,A、B兩板長均為L=0.20m,兩板之間距離d=0.050m,A板的電勢比B板的電勢高U.A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P(面積足夠大)之間的距離b=0.10m.熒光屏的中心點O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上,不計電子之間的相互作用力及其所受的重力.求:
(1)假設(shè)電子能射出偏轉(zhuǎn)電場,從偏轉(zhuǎn)電場右端射出時,它在垂直于兩板方向的偏轉(zhuǎn)位移y為多少(用字母表示);
(2)要使電子都打不到熒光屏上,A、B兩板間所加電壓U應(yīng)滿足什么條件;
(3)當(dāng)A、B板間所加電壓U=50V時,電子打在熒光屏上距離中心點O多遠的范圍內(nèi).
(1)y=; (6分)
(2)U至少為100V(4分)
(3)距中心點O  2.5cm~5.0cm范圍   (8分)
(18分)(1)電子通過加速電場后的速度為v,由動能定理有:eu0=mv2
偏轉(zhuǎn)時間t=;側(cè)向位移y=   聯(lián)立解得:y=; (6分)
(2)要使電子都打不到屏上,應(yīng)滿足u0取最大值800V時仍有y>U至少為100V(4分)
(3)電子恰好從A板右邊緣射出偏轉(zhuǎn)電場時,側(cè)移量最大ymax==2.5cm
電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時,其速度的反向延長線通過偏轉(zhuǎn)電場的中心,設(shè)電子打在屏上距中心點的最大距離為Ymax,則由幾何關(guān)系可得:=,解得Ymax=  ymax=5.0cm
由第(1)問中的y=可知,在其它條件不變的情況下,u0越大y越小,所以當(dāng)u=800V時,電子通過偏轉(zhuǎn)電場的側(cè)移量最小。側(cè)移量最小ymin==1.25×10-2m=1.25cm
同理,電子打在屏上距中心點的最小距離Ymin=    ymin=2.5cm
所以電子打在屏上的O點上方距中心點O  2.5cm~5.0cm范圍   (8分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10kg、電量q=1.0×10C的帶正電小球,靜止在O點。以O點為原點,在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy,F(xiàn)突然加一沿X軸正方向、場強大小E=2.0×106V/m的勻強電場,使小球開始運動。經(jīng)過1.0s,所加電場突然變?yōu)檠?i>y軸正方向,場強大小仍為E=2.0×106V/m的勻強電場。再經(jīng)過1.0s,所加電場又突然變?yōu)榱硪粋勻強電場,使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱。求此電場的方向及速度變(yōu)榱銜r小球的位置。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

(10分)如圖xoy平面坐標(biāo)系,x軸方向為水平方向,y軸方向為豎直方向,在第一象限內(nèi)有豎直向下的勻強電場E,在第二象限內(nèi)場強為E的勻強電場與x軸正方向成37°(sin37°=0.6,  cos37°=0.8),在處一帶電荷量為q的帶電小球由靜止開始沿x軸正方向直線運動,然后進入第一象限。求:
(1)帶電小球第一次經(jīng)過x軸時的位置坐標(biāo)
(2)帶電小球第一次經(jīng)過x軸是的動能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)飛行時間質(zhì)譜儀可對氣體分子進行分析。如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達探測器。已知a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。
(1)當(dāng)a、b間的電壓為U1,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達探測器。求離子從a板到達探測器的飛行時間。
(2)為保證離子不打在極板上,試求U2與U1的關(guān)系。


 

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,正點電荷Q固定在O點。在過O點的豎直平面內(nèi)有一個質(zhì)量為m,電量為q的質(zhì)點從A點由靜止釋放。實線是該質(zhì)點的運動軌跡。虛線是以O為圓心,以R為半徑的圓。軌跡與圓交于B、C兩點。已知O、C兩點在同水平線上,且∠COB=30°若該質(zhì)點在C點的速度大小為v,求它在B點的速度大小。

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圖示abcd為正方形區(qū)域,e為bc的中點.一帶電粒子從a點以初速v0平行于ad射入,加一個方向與ab平行,場強為E的勻強電場,它恰能從e點射出;若不加電場,改加一個方向與紙面垂直,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,它也恰好從e點射出.

(1)求E與B的比.
(2)求兩種情況下粒子的偏轉(zhuǎn)角度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


空間存在著以x=0平面為分界面的兩個勻強磁場,左右兩邊磁場的磁感應(yīng)強度分別為B1B2,且B1:B2=4:3,方向如圖所示,F(xiàn)在原點O處一靜止的中性原子,突然分裂成兩個帶電粒子ab,已知a帶正電荷,分裂時初速度方向為沿x軸正方向,若a粒子在第四次經(jīng)過y軸時,恰好與b粒子第一次相遇。求:
小題1:a粒子在磁場B1中作圓周運動的半徑與b粒子在磁場B2中圓周運動的半徑之比。


 
小題2:a粒子和b粒子的質(zhì)量之比。

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)一束電子流在U1=500V的電壓作用下得到一定速度后垂直于平行板間的勻強電場飛入兩板間的中央,如圖14所示.若平行板間的距離d=1cm,板長l=5cm,求:

(1)電子進入平行板間的速度多大?
(2)至少在平行板上加多大電壓U2才能使電子不再飛出平行板?(電子電量1.6×10-19C,電子的質(zhì)量9×10-31kg)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

真空中有一束電子流,以一定速度v沿與場強垂直的方向從O點射入勻強電場,如圖所示. 以O為坐標(biāo)原點,取x軸垂直于電場方向,y軸平行電場方向,在x軸上取OA =" AB" = BC,分別由A、B、C點做y軸的平行線交電子流軌跡于M、N、P點. 電子流在這些點沿x軸方向的分速度之比是vMx:vNx:vPx=         ,沿y軸方向的分速度之比vMy :vNy :vPy =             

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