【題目】從電子槍射出初速度不計(jì)的電子束，如圖所示，經(jīng)電壓U1=180V的加速電場加速后，從正中間平行進(jìn)入金屬板Y和Y′，電子束穿過兩板后最終垂直打在熒光屏上的O點(diǎn)．若現(xiàn)在用一輸出電壓為U2=160V的穩(wěn)壓電源與金屬板YY′連接，在YY′間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場，使得電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)．若取電子質(zhì)量為m=9×10﹣31kg，帶電量e=1.60×10﹣19C，YY′兩板間距d=9.0cm，板長l=9.0cm，板的末端到熒光屏的距離L=13.5cm．整個(gè)裝置處于真空中，不考慮重力的影響，試回答以下問題：

（1）電子束射入金屬板YY′時(shí)速度v0；

（2）加上電壓U2后電子束打到熒光屏上的位置到O點(diǎn)的距離y ′；

（3）如果兩金屬板YY′間的距離d可以隨意調(diào)節(jié)（保證電子束仍從兩板正中間射入），其他條件都不變，試求電子束打到熒光屏上的位置到O點(diǎn)距離的取值范圍．

【答案】（1）8×106m/s （2）8cm（3）0～12mm

【解析】

試題（1）根據(jù)動(dòng)能定理，設(shè)電子在加速電極作用下獲得速度為v0，有①

解得 v0=8×106m/s

（2）電子穿過偏轉(zhuǎn)電極過程中，在沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)有l=v0t ②

在沿電場方向受力為F=Eq ③

根據(jù)勻強(qiáng)電場性質(zhì)U2=Ed ④

根據(jù)牛頓第二定律F=ma ⑤

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)其在電場方向位移為y=⑥

根據(jù)①﹣⑥式可推得 y=⑦

將數(shù)據(jù)代入⑦式可得y=2cm＜，所以此時(shí)電子可以射出偏轉(zhuǎn)電場，電子最終打在熒光屏上距離O點(diǎn)的距離設(shè)為y，根據(jù)幾何關(guān)系可得

y=⑧

可得y′=8cm

（3）d越小則偏轉(zhuǎn)電場越強(qiáng)，電子的偏轉(zhuǎn)也越厲害，但是同時(shí)兩板間距縮小電子更容易打在極板上，所以電子的偏轉(zhuǎn)應(yīng)有最大值，且臨界條件為電子剛好擦YY極板而出．即= y ⑨

聯(lián)立⑦⑨式代入數(shù)據(jù)可解得 d="0.6" cm y=3cm

繼續(xù)代入⑧式可得 y′=12mm

所以電子束打到熒光屏上的位置到O點(diǎn)距離的取值范圍為0～12mm

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】已知物體的加速度a與物體的受力F及物體的質(zhì)量m滿足關(guān)系式，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m的物體受到水平力F作用，在t時(shí)間內(nèi)由靜止開始移動(dòng)了x距離，今要使距離變?yōu)?/span>4x，可采用以下哪一種方法　　

A. 將水平恒力增為4F

B. 將物體的質(zhì)量減為原來的

C. 將作用時(shí)間增為4t

D. 將作用時(shí)間增為2t

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圖面內(nèi)有豎直線DD′，過DD′且垂直于圖面的平面將空間分成Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域。區(qū)域Ⅰ有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和方向垂直于圖面的勻強(qiáng)磁場B（圖中未畫出）；區(qū)域Ⅱ有固定在水平地面上高h＝2l、傾角α＝ 的光滑絕緣斜面，斜面頂端與直線DD′距離s＝4l，區(qū)域Ⅱ可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)；C點(diǎn)在DD′上，距地面高H＝3l。零時(shí)刻，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小 、方向與水平面夾角θ＝ 的速度，在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做半徑的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)C點(diǎn)水平進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。某時(shí)刻，不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放，在某處與剛運(yùn)動(dòng)到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力及小球P所帶電量對空間電磁場的影響。l已知，g為重力加速度。

(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

(2)若小球A、P在斜面底端相遇，求釋放小球A的時(shí)刻tA；

(3)若小球A、P在時(shí)刻t＝β (β為常數(shù))相遇于斜面某處，求此情況下區(qū)域Ⅱ的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E，并討論場強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形虛線框的真空區(qū)域內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強(qiáng)電場（方向未畫出），一質(zhì)子從bc邊上的P點(diǎn)以速度v0垂直于bc邊射入電場，從cd邊上的Q點(diǎn)飛出電場，不計(jì)重力。則下列說法正確的是（ ）

A．質(zhì)子到Q點(diǎn)時(shí)的速度方向可能與cd邊垂直

B．不論電場方向如何，若已知a、b、c三點(diǎn)的電勢，一定能確定d點(diǎn)的電勢

C．電場力一定對質(zhì)子做正功

D．P點(diǎn)電勢一定高于Q點(diǎn)電勢

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強(qiáng)電場，方向如圖所示．y軸上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0，y0)，有一電子以垂直于y軸的初速度v0從P點(diǎn)垂直射入電場中，當(dāng)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E1時(shí)，電子從A點(diǎn)射出，A點(diǎn)坐標(biāo)為(xA,0)，當(dāng)場強(qiáng)為E2時(shí)，電子從B點(diǎn)射出，B點(diǎn)坐標(biāo)為(xB,0)．已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力．

(1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E1、E2之比．

(2)若在第Ⅳ象限過Q點(diǎn)放一張垂直于xOy平面的感光膠片，Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－y0)，求感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)x A′、xB′之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定列車加速度的儀器，如圖所示，AB是一段1/4圓弧形的電阻，O點(diǎn)為圓心，圓弧半徑為r．O點(diǎn)下用一電阻不計(jì)的金屬線懸掛著一個(gè)金屬球，球的下部與AB接觸良好且無摩擦．A、B之間接有內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢為9V的電池，電路中接有理想電流表A，O、B間接有一個(gè)理想電壓表V．整個(gè)裝置在一豎直平面內(nèi)，且裝置所在平面與列車前進(jìn)的方向平行．下列說法中正確的有（ ）

A. 從圖中看到列車一定是向右加速運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)列車的加速度增大時(shí)，電流表A的讀數(shù)增大，電壓表V的讀數(shù)也增大

C. 若電壓表顯示3V，則列車的加速度為

D. 如果根據(jù)電壓表示數(shù)與列車加速度的一一對應(yīng)關(guān)系將電壓表改制成一個(gè)加速度表，則加速度表的刻度是均勻的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t＝0，其振動(dòng)圖像如圖2所示。則(　　)

A. t＝T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最大

B. t＝T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最小

C. t＝T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最大

D. t＝T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1：n2=n4：n3．當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí)，下列表述正確的是（　�。�

A. 用戶的總電阻增大

B. 用戶的電壓U4增加

C. U1：U2=U4：U3

D. 用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g。

（1）求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc；

（2）求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf；

（3）若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vp.

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同步練習(xí)冊答案