Question

（20分）如圖1所示，為利用光敏電阻檢測(cè)傳送帶上物品分布從而了解生產(chǎn)線運(yùn)行是否運(yùn)行正常的儀器。期中A是發(fā)光儀器，B是一端留有小孔用絕緣材料封裝的光敏電阻。當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻阻值為R₁＝50Ω；當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻阻值為R₂＝150Ω。固定電阻R₃＝45Ω。C為平行板電容器，虛線與兩極板間距相等，極板長(zhǎng)L₁＝8.0×10^－2m，兩極板的間距d＝1.0×10^－2m。D為屏，與極板垂直，D到極板的距離L₂=0.16m，屏上貼有用特殊材料做成的記錄紙，當(dāng)電子打在記錄紙上時(shí)會(huì)留下黑點(diǎn)，工作時(shí)屏沿著圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)。有一細(xì)電阻束沿圖中虛線以速度v₀＝8.0×10⁶m/s連續(xù)不斷地射入電容C，v₀延長(zhǎng)線與屏交點(diǎn)為O。圖2為一段記錄紙。
已知電子電量e＝1.6×10^－19C，電子質(zhì)量m＝9×10^－31kg。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放點(diǎn)時(shí)間及電子所受的重力。求：電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。

Answer 1

E="10V      " r=5

（20分）當(dāng)沒有物品擋光時(shí)，設(shè)電容器兩端為U₁，此時(shí)電子在屏上的偏轉(zhuǎn)Y₁=0.02米，
電子在平行板間運(yùn)動(dòng)時(shí)：加速度a=       1……………………1分
L₁=v₀t₁       2  ………………………… 1分
側(cè)移量y₁=  3………………………… 1分
由123得    y₁=    4 …………………………  1分
電子射出平行板后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
v_y =at₁        5         …………………………1分
tan= v_y/v₀=6…………………………  1分
所以Y₁= y₁+L₂ tan      7      2分
解467得U₁="4.5V  " …………………………                 1分
同理可得，當(dāng)有物品擋光時(shí)，電容器兩端電壓為U₂="2.25V           " 5分
在閉合電路中，U₁=        …………………………  2分
U₂=           …………………………2分
解之得      E="10V      " r=5  …………………………        2分