(18分) 如圖甲所示,長(zhǎng)為l、相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板AB和CD與一電源相連(圖中未畫出電源),B、D為兩板的右端點(diǎn),兩板間電壓的變化如圖乙所示,在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN,熒光屏距B、D端的距離為l,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線O1O2連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出,且每個(gè)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與電壓變化的周期相等,忽略極板邊緣處電場(chǎng)的影響,不計(jì)電子的重力以及電子之間的相互作用。求
(1)t=0和t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離O1O2的距離之比
(2)兩板間電壓U0的最大值
(3)電子在熒光屏上分布的最大范圍
見解析
【解析】
試題分析:(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先沿O1O2方向做勻速運(yùn)動(dòng),即有v0=,而后在電場(chǎng)力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng),在垂直于O1O2方向做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)到達(dá)B、D端界面時(shí)偏離O1O2的距離為y1,則y1==.
t=時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先在時(shí)間內(nèi)做拋物線運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板的中央,而后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板B、D端界面.設(shè)電子到達(dá)金屬板的中央時(shí)偏離O1O2的距離為y2,將此時(shí)電子的速度分解為沿O1O2方向的分量v0與沿電場(chǎng)方向的分量vE,并設(shè)此時(shí)刻電子的速度方向與O1O2的夾角為θ,電子沿直線到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離O1O2的距離為y2′,則有y2=,tanθ==;解得y2′=,因此,y1:y2′=1:3.
(2)在t=(2n+1)(n=0,1,2…)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子在離開金屬板時(shí)偏離O1O2的距離最大,因此為使所有進(jìn)入金屬板間的電子都能夠飛出金屬板,應(yīng)滿足的條件為y2′≤,解得板間電太的最大值U0=.
(3)設(shè)t=nT(n=0,1,2…)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O2點(diǎn)的距離為Y1;
t=(2n+1)(n=0,1,2…)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O2點(diǎn)的距離為Y2′,
電子到達(dá)熒光屏上分布在△Y=Y2-Y1范圍內(nèi).當(dāng)滿足y2′=的條件時(shí),△Y為最大.
根據(jù)題中金屬板和熒光屏之間的幾何關(guān)系,得到tanθ=,
因此電子在熒光屏上分布的最大范圍為△Y=Y(jié)2−Y1=y(tǒng)2′−y1=。
考點(diǎn):考查帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),理清粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律進(jìn)行求解
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
R | r |
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科目:高中物理 來源: 題型:
1 | 2 | 3 | 4 | |
Rx/Ω | 10 | 18 | ① | 118 |
I/A | 1.0 | 0.6 | 0.4 | ② |
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
×10 | 3 |
×10 | 3 |
| ||||||||||||
2x |
| ||||||||||||
2x |
U/V | 0.00 | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 |
I/A | 0.00 | 0.10 | 0.18 | 0.28 | 0.38 | 0.48 |
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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年廣東省高三下學(xué)期綜合測(cè)試物理卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題
實(shí)驗(yàn)題(18分)
(1)如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖。圖中A為小車,B為裝有砝碼的小桶,C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板,小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連,計(jì)時(shí)器接50HZ,交流電。小車的質(zhì)量為m1 ,小桶及砂的質(zhì)量為m2 。
①下列說法正確的是______。
A.每次改變小車質(zhì)量時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,再釋放小車
C.本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)大于m1
D. 在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a-圖像
②實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測(cè)量得到的a一F圖像,可能是圖中的圖線_______。(選填“甲”、“乙”、“丙”)
③如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小________2。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)
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