现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器,它的核心部件是示波管,其工作原理如图所示,电量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为

现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器,它的核心部件是示波管,其工作原理如图所示,电量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为

题型:淮安模拟难度:来源:
现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器,它的核心部件是示波管,其工作原理如图所示,电量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中,入射方向跟极板平行,偏转电场的极板间距离为d,板长为L,整个装置处在真空中,电子重力可忽略,电子能射出平行板区.
(1)偏转电场中,若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度,请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法;
(2)求电子离开偏转电场时的动能大小.魔方格
答案
(1)在加速电场中,由动能定理得:
   eU1=
1
2
mv02…①
设电子在偏转电场中运动时间为t.则有
    L=v0t…②
   y=
1
2
at2
…③
又a=
eU2
md
…④
示波管的灵敏度η=
y
U2
…⑤
由①~⑤得η=
L2
4U1d

故提高示波管的灵敏度的办法有:增大L、减小U1、减小d
(2)由动能定理,得
  eU1+
eU2
d
y=Ek-0  ⑥
将②③式代入⑥,得
  Ek=eU1+
e
U22
L2
4U1d2

答:
(1)提高示波管的灵敏度的办法有:增大L、减小U1、减小d.
(2)电子离开偏转电场时的动能大小是eU1+
e
U22
L2
4U1d2
举一反三
如图所示,在边长为L的正方形ABCD区域内存在着场强为E的匀强电场,电场方向与AB边平行.一带电量为q的带电粒子以mv2/2从正方形ABCD一条边的中点射入(该粒子的重力不计),一段时间后,该粒子从一条边的中点射出,此时该带电粒子的动能有n种情况,则n 等于(  )
A.3B.4C.5D.8
魔方格
题型:普陀区三模难度:| 查看答案
如图所示,一绝缘细圆环半径为 r,其环面固定在竖直平面上,方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电荷量为+q 的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用.小球沿顺时针方向运动,且qE=mg,求小球运动到何处时,对环的作用力最大?最大作用力为多大?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
某种小发电机的内部结构平面图如图1所示,永久磁体的内侧为半圆柱面形状,它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场,磁感应强度B=0.5T.磁极间的缺口很小,可忽略.如图2所示,单匝矩形导线框abcd绕在铁芯上构成转子,ab=cd=0.4m,bc=0.2m.铁芯的轴线OO′在线框所在平面内,线框可随铁芯绕轴线转动.将线框的两个端点M、N接入图中装置A,在线框转动的过程中,装置A能使端点M始终与P相连,而端点N始终与Q相连.现使转子以ω=200π rad/s角速度匀速转动.在图1中看,转动方向是顺时针的,设线框经过图1位置时t=0.(取π=3)
(1)求t=
1
400
s时刻线框产生的感应电动势;
(2)在图3给出的坐标平面内,画出P、Q两点电势差UPQ随时间变化的关系图线(要求标出横、纵坐标标度,至少画出一个周期);
(3)如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y,两板间距d=0.17m.将电压UPQ加在两板上,P与X相连,Q与Y相连.将一个质量m=2.4×10-12kg,电量q=+1.7×10-10C的带电粒子,在t0=6.00×10-3s时刻,从紧临X板处无初速释放.求粒子从X板运动到Y板经历的时间.(不计粒子重力)魔方格
题型:西城区一模难度:| 查看答案
如图所示,一个带电油滴,从O点以速度v向右上方 射入匀强电场中,v的方向与电场方向成α角,测得油滴到达运动轨迹的最高点P时,它的速度大小仍为v,则下列说法正确的是(  )
A.重力和电场力的合力方向和OP垂直
B.不管油滴带何种电荷,P点总是在O点的右上方
C.O、P与初速v所成的角度可能为
α
2
,也可能为
π-α
2
D.到达最高点时,重力和电场力对小球做功的瞬时功率为0
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,平面直角坐标系xoy内,在x≤0的区域内分布着匀强电场,其等势线如图中虚线所示(相邻等势面间的距离相等).在A点源源不断的产生速率为零、质量为m、电荷量为+q的粒子,经电场加速后从O点进入一个圆形的匀强磁场区,其磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其半径为R,直径OB在x轴上.在x=4R处有一个垂直x轴很大的光屏,与x轴的交点为C,粒子打在光屏上可出现亮点.设粒子的重力不计,A点所在的等势面电势为零,D点的电势为
B2R2q
2m

(1)求从A点产生的粒子经电场和磁场后,打在光屏上的位置.
(2)若将圆形磁场区以O点为轴,整体逆时针将OB缓慢转过90度角(与y轴重合),求此过程中粒子打在光屏上的点距C点的最远距离.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
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