【題目】(20分)電視機(jī)的顯像管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。如圖甲所示,電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入豎直放置的平行金屬板M、N間,兩板間所加電壓為U0;經(jīng)電場(chǎng)加速后,電子由小孔S2沿水平放置金屬板P和Q的中心線射入,兩板間距離和長(zhǎng)度均為;距金屬板P和Q右邊緣處有一豎直放置的熒光屏;取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn),向上為正方向建立x軸。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以忽略。不計(jì)電子重力和電子之間的相互作用。

(1)求電子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度大小v;

(2)若金屬板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電子恰好經(jīng)過P板的右邊緣飛出,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;

(3)若金屬板P和Q間只存在電場(chǎng),P、Q兩板間電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,單位時(shí)間內(nèi)從小孔S1進(jìn)入的電子個(gè)數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線;每個(gè)電子在板P和Q間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短,可以認(rèn)為兩板間的電壓恒定;忽略電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng)。試求在一個(gè)周期(即2t0時(shí)間)內(nèi)打到熒光屏單位長(zhǎng)度亮線上的電子個(gè)數(shù)n。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理

解得:

(2)電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)圓運(yùn)動(dòng)半徑為 R,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,由幾何關(guān)系

根據(jù)牛頓第二定律:

解得:

(3) 設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)PQ中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,PQ間的電壓為u時(shí)恰好打在極板邊緣

垂直電場(chǎng)方向:

平行電場(chǎng)方向:

此過程中電子的加速度大小

解得:, 即當(dāng)兩板間電壓為時(shí)打在極板上

電子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),在x方向的速度

電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)外做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)時(shí)間t2到達(dá)熒光屏。則

水平方向:

豎直方向

電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)

亮線長(zhǎng)度

一個(gè)周期內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù):

2t0時(shí)間內(nèi),打到單位長(zhǎng)度亮線上的電子個(gè)數(shù)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):①③④⑤式各2分,其余各式均1分,共計(jì)20分。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2016·全國(guó)卷T16)小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短。將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖所示。將兩球由靜止釋放。在各自軌跡的最低點(diǎn)( )

A.P球的速度一定大于Q球的速度

B.P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能

C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力

D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列表述與伽利略無關(guān)的是

A. 論證了哥白尼的“日心說”

B. 修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時(shí)空觀

C. 為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)

D. 自制望遠(yuǎn)鏡觀察天空發(fā)現(xiàn)了許多新天體

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】冥王星繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道是個(gè)橢圓,公轉(zhuǎn)周期為T0,其近日點(diǎn)到太陽的距離為a,遠(yuǎn)日點(diǎn)到太陽的距離為b,半短軸的長(zhǎng)度為c,如圖所示。若太陽的質(zhì)量為M,萬有引力常量為G,忽略其他行星對(duì)它的影響,則( )

A. 冥王星從ABC的過程中,機(jī)械能逐漸增大

B. 冥王星從AB所用的時(shí)間等于

C. 冥王星從BCD的過程中,萬有引力對(duì)它先做正功后做負(fù)功

D. 冥王星在B點(diǎn)的加速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律:

1)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的a﹣F圖象,造成這一結(jié)果的原因是:在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角 (填偏大偏小).

2)該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)際小車在運(yùn)動(dòng)過程中所受的拉力 砝碼和盤的總重力(填大于、小于等于),為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足 的條件

3)某同學(xué)得到如圖所示的紙帶.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50HzA、B、CD、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn).△s=sDG﹣sAD= cm.由此可算出小車的加速度a= m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于一定質(zhì)量的氣體,下列敘述正確的是( )

A. 氣體體積增大時(shí),其內(nèi)能一定減少

B. 外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能一定增加

C. 氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加

D. 氣體溫度升高,其分子平均動(dòng)能一定增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)欲利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量滑塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)的大小,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:

⑴已知重力加速度大小為g,若該同學(xué)將斜面傾角調(diào)整為θ時(shí),加速度大小為a,則滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=________

⑵實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的部分紙帶如圖乙所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是頻率為50Hz的交流電,且紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,由此可計(jì)算出滑塊在斜面上的加速度大小為a=______(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

⑶由于在實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有考慮滑塊在下滑過程中受到的空氣阻力及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦,你認(rèn)為該同學(xué)測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)與真實(shí)值相比應(yīng)______(填“偏大“、“偏小“或“不變“).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一簇電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱分布,O是坐標(biāo)原點(diǎn),M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中M、N在y軸上,Q點(diǎn)在軸上,則 )

A.將一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

B.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高

C.一正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

D.OM間的電勢(shì)差等于NO間的電勢(shì)差

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015新課標(biāo)全國(guó),15)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等.則( )

A.直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),φM>φQ

B.直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),φM>φN

C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功

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