如圖所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板A、B構(gòu)成電容器，電容為C．電容器的A板接地，且中間有一小孔S．一個(gè)被加熱的燈絲K與S位于同一水平線，從燈絲上可以不斷地發(fā)射出電子，電子經(jīng)過(guò)電壓U0加速后通過(guò)小孔S沿水平方向射入A、B兩極板間．設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子從燈絲發(fā)射時(shí)的初速度不計(jì)．如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時(shí)間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射入，兩極板間的電勢(shì)差逐漸增加，最終使電子無(wú)法到達(dá)B板．
求：（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A、B兩板間的電勢(shì)差．
（2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢(shì)差．
（3）從電子射入小孔S開(kāi)始到A、B兩板間的電勢(shì)差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間．
精英家教網(wǎng)
（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，電容器所帶電荷量為Q=Ne，根據(jù)電容的定義 C=
Q
U

得此時(shí)A、B兩板間的電壓為U=
Ne
C


精英家教網(wǎng)

（2）電子經(jīng)過(guò)U0的電壓加速后，進(jìn)入A、B板間的動(dòng)能為eU0，進(jìn)入A、B板間電場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)．隨著B(niǎo)板電荷增加，電子在A、B間的加速度越來(lái)越大，直至電子到達(dá)B板的速度為零，此時(shí)A、B板間的電壓達(dá)到最大值Um，
   根據(jù)動(dòng)能定理得：eU0-eUm=0
得出　Um=U0
（3）設(shè)從電子進(jìn)入A、B板間，直到板間電壓達(dá)到最大值Um，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，則B板吸收的總電荷為
Q=net，最大電量Q=CUm=CU0，
可以得出　　t=
U0C
ne

答：
（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A、B兩板間的電勢(shì)差是
Ne
C
．
（2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢(shì)差是U0．
（3）從電子射入小孔S開(kāi)始到A、B兩板間的電勢(shì)差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間是
U0C
ne
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖13所示，在直角三角形ACD所包圍的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)．AC邊豎直．CD邊水平，且邊長(zhǎng)AC=2CD=2d，在該磁場(chǎng)的右側(cè)處有一對(duì)豎直放  置的平行金屬板MN，兩板問(wèn)的距離為L(zhǎng)．在板中央各有一個(gè)小孔O1、O2，O1、O??2在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置的間距也為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處在水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為R的電阻形成閉合回路（導(dǎo)軌的電阻不計(jì)），整個(gè)裝置處在真空室中。有一束電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子流（重力不計(jì)），以速率v0從CD邊中點(diǎn)豎直向上射人磁場(chǎng)區(qū)域，射出磁場(chǎng)后能沿O1O2方向進(jìn)人兩平行金屬板間并能從O??2孔射出。現(xiàn)由靜止釋放導(dǎo)體棒PQ．其下滑一段距離后開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。此后粒子恰好不能從O2孔射出，而能返回后從磁場(chǎng)的AD邊射出，假設(shè)返回的粒子與入射粒子不會(huì)相撞。求：

    （1）在直角三角形ACD內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。。

    （2）導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量M。

（3）帶電粒子從CD邊進(jìn)入磁場(chǎng)到從AD邊射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案