一電子(電量為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力)從靜止開始經(jīng)加速電壓U1加速后,以水平速度射入水平放置的兩平行金屬板中間,如圖所示,金屬板長為L1,兩板距離為d,豎直放置的熒光屏距金屬板右端為L2.若在兩金屬板間加直流電壓U2時(shí),光點(diǎn)偏離中線與熒光屏交點(diǎn)O,打在熒光屏上的P點(diǎn),求:
(1)電子從加速電場(chǎng)出來的速度
(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)出來的動(dòng)能
(3)電子在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離
.
OP

(1)粒子在加速電場(chǎng)中只有電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:
eU1=
1
2
m
v20

得電子加速后的速度大小為:v0=
2eU1
m

(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向的分速度為:vy=at=
eU2
md
?
L1
v0

從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)出來的速度大小為:v=
v20
+
v2y

則電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)出來的動(dòng)能為:
Ek=
1
2
mv2
=eU1+
e
U22
L21
4U1d2

(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離為:y=
1
2
at2
=
1
2
?
eU2
md
(
L1
v0
)2

偏轉(zhuǎn)角度的正切為:tanθ=
vy
v0
=
eU2L1
md
v20

電子離開電場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)距離為:y′=L2?tanθ
則有:
.
OP
=y+y′=
(L1+2L2)U2L1
4U1d

答:(1)電子從加速電場(chǎng)出來的速度為
2eU1
m

(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)出來的動(dòng)能為eU1+
e
U22
L21
4U1d2

(3)電子在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離為
(L1+2L2)U2L1
4U1d
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,A、B是一對(duì)平行放置的金屬板,中心各有一小孔P、Q,PQ連線垂直金屬板,兩板間距為d,從P點(diǎn)處連續(xù)不斷地有質(zhì)量為m、帶電量為-q的帶電粒子(重力不計(jì))沿PQ方向放出,初速度可忽略,在A、B間某時(shí)刻t=0開始加有如圖乙所示交變電壓,其電壓大小為U,周期為T,帶電粒子在AB間運(yùn)動(dòng)過程中,粒子相互作用力可忽略不計(jì):

(1)如果只有在每個(gè)周期的0~時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出,則上述物理量之間應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?
(2)如果各物理量滿足第(1)問的關(guān)系,求每個(gè)周期內(nèi)從小孔Q中有粒子射出的時(shí)間與周期T的比值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況:(如圖甲所示)真空室中電極K發(fā)出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場(chǎng)后,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個(gè)與兩板中心線垂直的范圍很大的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交,電子通過極板打到熒光屏上將出現(xiàn)亮點(diǎn),若在A、B兩板間加上如圖乙所示的變化電壓,則熒光屏上的亮點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律是( 。
A.沿y軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)
B.沿x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)
C.沿y軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)
D.沿x軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

從陰極發(fā)出的一束電子流可認(rèn)為初速度為O,在經(jīng)U=4000V的加速電壓加速后,從兩平行板的中央垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,若兩板間距離d=1.0cm,板長l=4.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最大能加多大電壓?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

電子從靜止出發(fā)被500V的電壓加速,然后進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為5000N/C的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),進(jìn)入時(shí)的速度方向與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的方向垂直.已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電極長6cm,求:
(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v;
(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向之間的夾角θ的正切值.(電子的電荷量q=-1.60×10-19C,質(zhì)量m=0.90×10-30kg)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如h所示,一表面光滑、與水平方向成60°角他絕緣直桿AB放在水平方向他勻強(qiáng)電場(chǎng)中,其下端(B端)距地面高度h=0.8m.有一質(zhì)量為m=500g他帶電小環(huán)套在直桿上,正以某一速度沿桿勻速下滑,小環(huán)離桿后正好通過B端他正下方P點(diǎn)處.求:
(1)小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)他加速度四小和方向;
(2)小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度他四小v0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖,質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子從A點(diǎn)以豎直向上的速度v進(jìn)入電場(chǎng)強(qiáng)度為E的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中.當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度方向變?yōu)樗,大小仍為v,已知粒子所受電場(chǎng)力和重力的大小相等,下列說法中正確的是( 。
A.粒子在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)
B.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為
mv2
2q
C.由A點(diǎn)到B點(diǎn)粒子所受合力為零
D.由A點(diǎn)到B點(diǎn)合力對(duì)粒子做功為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一“?”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置,處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.左邊的半圓弧與水平桿AB、CD相切于A、C兩點(diǎn),兩水平桿的高度差為2L,桿AB、CD長度均為4L,O為AD、BC連線的交點(diǎn),虛線MN、PQ的位置如圖,其中AM=MP=CN=NQ=L,PB=QD=2L.虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑,虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)把一質(zhì)量為m,電荷量為-q的小球穿在桿上,自N點(diǎn)由靜止釋放后,小球剛好可到達(dá)A點(diǎn).已知靜電力常量為k,重力加速度為g.求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)小球到達(dá)半圓弧中點(diǎn)時(shí),小球?qū)Π雸A弧軌道的壓力大小.
(3)若在O處固定一點(diǎn)電荷+Q,并將帶電小球自D點(diǎn)以某速度向左瞬間推出,結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).求從D到B點(diǎn)過程中小球所受摩擦力的最大值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖(a)所示,兩平行金屬板相距為d,加上如圖(b)所示的方波形電壓,電壓的最大值為U0,周期為T.現(xiàn)有重力可忽略的一束離子,每個(gè)離子的質(zhì)量為m,電量為q,從與兩板等距處的O點(diǎn),沿著與板平行的方向連續(xù)地射入兩板中.已知每個(gè)離子通過平行板所需的時(shí)間恰為T(電壓變化周期)且所有離子都能通過兩板間的空間,打在兩金屬板右端的熒光屏上,試求:

(1)離子打在熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的最小距離;
(2)離子打在熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的最大距離.

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