如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),在KA间经加速电压U1加速后,从A板中心小孔射出,进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场, M、N两板间的距离为d,电
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如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),在KA间经加速电压U1加速后,从A板中心小孔射出,进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场, M、N两板间的距离为d,电
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),在KA间经加速电压U
1
加速后,从A板中心小孔射出,进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场, M、N两板间的距离为d,电压为U
2
,板长为L,电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求:
(1)电子穿过A板小孔时的速度大小v;
(2)电子在偏转电场中的运动时间t;
(3)电子从偏转电场射出时沿垂直于板方向偏移的距离y。
答案
(1)
(2)
(3)
解析
试题分析:(1)根据动能定理
(3分)
解得
(3分)
(2)在平行于极板方向做匀速运动
(2分)
解得
(2分)
(3)在垂直于极板方向做匀加速直线运动
(2分)
根据牛顿第二定律
(2分)
解得
(2分)
举一反三
如右图所示,一光滑绝缘水平木板(木板足够长)固定在水平向左、电场强度为E的匀强电场中,一电量为q(带正电)的物体在水平恒力F作用下从A点由静止开始向右加速运动,经一段时间t撤去这个力,又经时间2t物体返回A点,则( )
A.这一过程中带电物块的电势能先增加后减小,其变化量为0
B.水平恒力与电场力的比为9:5
C.水平恒力与电场力的比为7:3
D.物块先向右加速到最右端,然后向左加速返回到A点
题型:不详
难度:
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如图所示,在粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带正电小球,整个装置处在有水平匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中,关于描述小球运动的v-t图像中正确的是
题型:不详
难度:
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如图所示,A板射出的电子经电场加速后,水平射入水平放置的平行板电容器之间,电容器两极板所加的电压为U,电子打在荧光屏P上某位置(不计电子的重力及阻力)。现要使电子打在荧光屏上的位置上移,则下列做法可行的是
A.仅将滑动触头向左移动
B.仅将滑动触头向右移动
C.仅增加水平放置的平行板电容器的间距
D.固定水平放置的平行板电容器的长度
,仅增加其正对面积
题型:不详
难度:
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(20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝,形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P,圆筒接地,圆心O处接正极,正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场,正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源(粒子源与正极O间距离忽略不计)能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l0
5
C/kg的带正电粒子(粒子的初速度、重力均不计)。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场,已知磁场宽度d=0.4m,磁感应强度B=0.25T。
(1)若U=750V,求:①粒子达到细缝处的速度;②若有一粒子在磁场中运动的时间最短,求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
(2)只要电势差U在合适的范围内变化,总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处,求电势差U合适的范围。
题型:不详
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(22分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区,将氙气电离获得1价正离子II为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区,被加速后以速度v
M
从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<90
◦
)。推进器工作时,向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v
0
,电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。
(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断I区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(3)α为90
◦
时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率v
M
与α的关系。
题型:不详
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