(20分)如图所示,M、N为水平放置的平行金属板,板长和板间距均为2d。在金属板左侧板间中点处有电子源S,能水平发射初速为v0的电子,电子的质量为m,电荷量为e
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(20分)如图所示,M、N为水平放置的平行金属板,板长和板间距均为2d。在金属板左侧板间中点处有电子源S,能水平发射初速为v0的电子,电子的质量为m,电荷量为e
题型:不详
难度:
来源:
(20分)如图所示,M、N为水平放置的平行金属板,板长和板间距均为2d。在金属板左侧板间中点处有电子源S,能水平发射初速为v
0
的电子,电子的质量为m,电荷量为e。金属板右侧有两个磁感应强度大小始终相等,方向分别垂直于纸面向外和向里的匀强磁场区域,两磁场的宽 度均为d。磁场边界与水平金属板垂直,左边界紧靠金属板右侧,距磁场右边界d处有一个荧光屏。过电子源S作荧光屏的垂线,垂足为O。以O为原点,竖直向下为正方向,建立y轴。现在M、N两板间加上图示电压,使电子沿SO方向射入板间后,恰好能够从金属板右侧边缘射出.进入磁场。(不考虑电子重力和阻力)
(1)电子进人磁场时的速度v;
(2)改变磁感应强度B的大小,使电子能打到荧光屏上,求:
①磁场的磁感应强度口大小的范围;
②电子打到荧光屏上位置坐标的范围。
答案
(1)
,方向与水平夹角
(2)①
②
到
解析
试题分析:(1)电子在MN间只受电场力作用,从金属板的右侧下边沿射出,有
…①(1分)
…②(1分)
…③(1分)
…④(1分)
由①~④解得
(1分)
速度偏向角
…⑤(1分)
…⑥(1分)
(2)电子恰能(或恰不能)打在荧光屏上,有磁感应强度的临界值
,此时电子在磁场中作圆周运动的半径为 R
…⑦(2分)
又有
…⑧(2分)
由⑦⑧解得:
…⑨(1分)
磁感应强度越大,电子越不能穿出磁场,所以取磁感应强度
时电子能打在荧光屏上(得
不扣分)。 (1分)
如图所示,电子在磁感应强度为
时,打在荧光屏的最高处,由对称性可知,电子在磁场右侧的出射时速度方向与进入磁场的方向相同,即
。 …⑩(1分)
出射点位置到SO连线的垂直距离
…(11)(1分)
电子移开磁场后做匀速直线运动,则电子打在荧光屏的位置坐标
…………(12)(1分)
由(11)(12)解得
(1分)
当磁场的磁感应强度为零时,电子离开电场后做直线运动,打在荧光屏的最低点,其坐标为
………………(13)(1分)
电子穿出磁场后打在荧光民屏上的位置坐标范围为:
到
(2分)
举一反三
如图所示,MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是( )
A.点电荷一定位于M点的左侧
B.带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小
C.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
D.带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能
题型:不详
难度:
|
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如图所示,两平行金属板水平放置,距离d =" 2" cm,极板长L =" 40" cm,两板与电压U ="182" V的直流电源相接,质量m = 0.91×10
-30
kg,电量q = 1.6×10
-19
C的电子以速度v
0
= 4×10
7
m/s在非常靠近A板的O处垂直于场强方向射入电场.
(1)用计算说明电子是否飞出电场;
(2)要使电子飞出电场,可将B板怎样上下平行移动?
题型:不详
难度:
|
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如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置在竖直平面内,两板间的距离d=40cm.板长为L=1.6m。电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=5.3Ω.开关S处于断开状态。此时, 一质量为m=4×10
-2
kg、带电量q=1×10
-2
C的带负电小球沿两板中心线以某一速度水平射入, 该小球射到B板距左端为d的C处.
(1)求小球射入两板时的速度;
(2)调节滑动变阻器滑片,问当闭合开关S后,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,可使同样射入的小球能从A、B板间飞出(不考虑空气阻力,取g=10m/s
2
)
题型:不详
难度:
|
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如图是一个示波管工作原理图的一部分,电子经过加速后以速度v
0
垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为y,两平行板间距为d、板长为L、板间电压为U。每单位电压引起的偏转量(y/U)叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可以采用的方法是
A.增加两板间的电势差U
B.尽可能缩短板长L
C.尽可能减小板距d
D.使电子的入射速度v
0
大些
题型:不详
难度:
|
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如图所示,半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆心O
1
在x轴上,且OO
1
等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切,在MN的上方存在匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E
0
,方向沿x轴的负方向,磁感应强度的大小为B
0
,方向垂直纸面向外。两个质量为m、电荷量为q的正粒子a、b,以相同大小的初速度从原点O射入磁场,速度的方向与x轴夹角均为30˚。两个粒子射出圆形磁场后,垂直MN进入MN上方场区中恰好都做匀速直线运动。不计粒子的重力,求:
(1)粒子初速度v的大小。
(2)圆形区域内磁场的磁感应强度B的大小。
(3)只撤去虚线MN上方的磁场B
0
,a、b两个粒子到达y轴的时间差△t 。
题型:不详
难度:
|
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