【題目】如圖甲所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速度不計(jì))經(jīng)過電勢(shì)差為U0的加速電場(chǎng)加速后,沿兩水平金屬板C、D間的中心線射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最后打在熒光屏上.C、D兩板間的電勢(shì)差UCD隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,設(shè)C、D間的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),且兩板外無電場(chǎng).已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e(重力不計(jì)),C、D極板長為l,板間距離為d,偏轉(zhuǎn)電壓UCD , 熒光屏距C、D右端的距離為 l,所有電子都能通過偏轉(zhuǎn)電極.
(1)求電子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間t0;
(2)若UCD的周期T=t0 , 求熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長度;
(3)若UCD的周期T=2t0 , 求到達(dá)熒光屏上O點(diǎn)的電子的動(dòng)能.
【答案】
(1)解:電子在電場(chǎng)加速過程 U1e= ①
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),水平方向勻速運(yùn)動(dòng)
v0t0=l ②
由①②得 t0=l
答:電子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間t0為l .
(2)當(dāng)T=t0時(shí),所有電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程,豎直方向加速半個(gè)周期,減速半個(gè)周期,最終水平飛出.由豎直方向速度時(shí)間圖象得,t=0時(shí)刻進(jìn)入的電子向上側(cè)移距離最大.
y上= =
同理得向下側(cè)移距離最大值,
y下= ×2=
所以電子達(dá)到的區(qū)域長△y=y上+y下=
答:若UCD的周期T=t0,熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長度為 ;
(3)當(dāng)T=2t0時(shí),電子要到達(dá)O點(diǎn)必須在豎直方向有先加速后減速再反向加速過程,并且加速大小相等,整個(gè)過程向上的位移和向下的位移大小相等,設(shè)向上加速時(shí)間為△t,加速度大小為a,則在豎直方向上有
y上= ③
y下= a(t0﹣2△t)2④
要到達(dá)O點(diǎn) y上=y下⑤
聯(lián)立②③④⑤得△t=
所以到達(dá)O點(diǎn)的電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)電子做功,
W=qEy=qE = =
電子從K到O過程由動(dòng)能定理得:
Ek=U1e+W=U1e+
答:若UCD的周期T=2t0,到達(dá)熒光屏上O點(diǎn)的電子的動(dòng)能為U1e+ .
【解析】(1)粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng),利用動(dòng)能定理先求出末速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出時(shí)間。
(2)交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),要先畫出速度時(shí)間圖像,判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)畫出的速度時(shí)間圖像求物體的偏轉(zhuǎn)位移。
(3)根據(jù)交變電場(chǎng)的特征,粒子應(yīng)該做對(duì)稱的運(yùn)動(dòng),先加速后減速再反向加速,利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,再根據(jù)動(dòng)能定理求電子的最終動(dòng)能。
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用帶電微粒(計(jì)重力)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),掌握帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力;由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法即可以解答此題.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是某型號(hào)的家用電吹風(fēng)的電路圖,它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成.當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出.已知電吹風(fēng)工作電壓為220V,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為40W,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為480W.電吹風(fēng)正常工作時(shí),下列說法正確的是( 。
A.電熱絲的電阻為110Ω
B.電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1210Ω
C.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電熱絲每秒鐘消耗的電能為440J
D.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電吹風(fēng)每秒鐘消耗的電能為520J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地球的半徑為R,地球表面處物體所受的重力為mg,近似等于物體所受的萬有引力.關(guān)于物體在下列位置所受萬有引力大小的說法中,正確的是( )
A. 離地面高度R處為4mg
B. 離地面高度R處為
C. 離地面高度3R處為
D. 離地心處為4mg
【答案】B
【解析】設(shè)地球的質(zhì)量為M,質(zhì)量為m的物體在地球的表面受到的萬有引力: ,在離地面高度R處為: ,在離地面高度3R處為: ,在離地心處,對(duì)物體產(chǎn)生引力的部分只有在以地心為球心,以為半徑的中心球體的部分,所以其質(zhì)量小于M,所以: ,故ACD錯(cuò)誤,B正確,選B.
【題型】單選題
【結(jié)束】
7
【題目】關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng),下列敘述正確的是( )
A. 地球是靜止的,是宇宙的中心
B. 太陽是宇宙的中心
C. 地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D. 九大行星都繞太陽運(yùn)動(dòng),其軌道是橢圓
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】若知道太陽的某一顆行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑為,周期為T,萬有引力常量G,則可求得( )
A. 該行星的質(zhì)量
B. 太陽的質(zhì)量
C. 該行星的密度
D. 太陽的平均密度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=1Ω,R3=6Ω,當(dāng)S1閉合S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為2A,電壓表示數(shù)為6V,求:(電壓表和電流表均看成理想電表)
(1)R1、R2的電阻值及電源的輸出功率;
(2)S1、S2均閉合后,流過R1的電流.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由 求出,已知式中a的單位是m,b的單位是s,c的單位是m/s2,則:
A. a是地球半徑,b是地球自轉(zhuǎn)的周期,C是地球表面處的重力加速度;
B. a是地球半徑,b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期,C是同步衛(wèi)星的加速度;
C. a是赤道周長,b是地球自轉(zhuǎn)周期,C是同步衛(wèi)星的加速度
D. a是地球半徑,b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期,C是地球表面處的重力加速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),圓心為O,A點(diǎn)與水平而相切。穿在軌道上的小球重力為G,在水平拉力F作用下,緩慢由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)軌道對(duì)小球的彈力為N,在到達(dá)B點(diǎn)之前的過程中,下列說法中正確的是
A. F增大,N增大
B. F減小,N減小
C. F和N的合力始終在豎直方向
D. F和G的合力始終指向圓心O
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為可變電阻,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r.設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U.當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)( 。
A.I變大,U變小
B.I變大,U變大
C.I變小,U變大
D.I變小,U變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩物體用細(xì)繩相連跨過光滑輕小滑輪懸掛起來,B物體放在水平地面上,A、B兩物體均靜止現(xiàn)將B物體稍向右移一點(diǎn),A、B 兩物體仍靜止,則此時(shí)與原來相比
A. 繩子拉力變小
B. 地面對(duì)物體B的支持力變小
C. 地面對(duì)物體B的摩擦力變小
D. 物體B受到的合力變小
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