【題目】(20分)電視機的顯像管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。如圖甲所示,電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進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點為原點,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。不計電子重力和電子之間的相互作用。

(1)求電子到達小孔S2時的速度大小v;

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

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

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)動能定理

解得:

(2)電子在磁場中做勻速圓周運動,設(shè)圓運動半徑為 R,在磁場中運動軌跡如圖,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PQ中的運動時間為t,PQ間的電壓為u時恰好打在極板邊緣

垂直電場方向:

平行電場方向:

此過程中電子的加速度大小

解得:, 即當(dāng)兩板間電壓為時打在極板上

電子出偏轉(zhuǎn)電場時,在x方向的速度

電子在偏轉(zhuǎn)電場外做勻速直線運動,設(shè)經(jīng)時間t2到達熒光屏。則

水平方向:

豎直方向

電子打在熒光屏上的位置坐標

亮線長度

一個周期內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù):

2t0時間內(nèi),打到單位長度亮線上的電子個數(shù)

評分標準:①③④⑤式各2分,其余各式均1分,共計20分。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2016·全國卷T16)小球P和Q用不可伸長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( )

A.P球的速度一定大于Q球的速度

B.P球的動能一定小于Q球的動能

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)驗建立起來的時空觀

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)軌道是個橢圓,公轉(zhuǎn)周期為T0,其近日點到太陽的距離為a,遠日點到太陽的距離為b,半短軸的長度為c,如圖所示。若太陽的質(zhì)量為M,萬有引力常量為G,忽略其他行星對它的影響,則( )

A. 冥王星從ABC的過程中,機械能逐漸增大

B. 冥王星從AB所用的時間等于

C. 冥王星從BCD的過程中,萬有引力對它先做正功后做負功

D. 冥王星在B點的加速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖(a)所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律:

1)某同學(xué)通過實驗得到如圖(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)在平衡摩擦力后進行實驗,實際小車在運動過程中所受的拉力 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.已知打點計時器電源頻率為50HzA、BC、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點.△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,其內(nèi)能一定減少

B. 外界對氣體做功,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驗裝置來測量滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)的大小,其實驗步驟如下:

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,加速度大小為a,則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)的表達式為μ=________

⑵實驗中打點計時器打出的部分紙帶如圖乙所示,已知打點計時器使用的是頻率為50Hz的交流電,且紙帶上相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點未畫出,由此可計算出滑塊在斜面上的加速度大小為a=______(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

⑶由于在實驗時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計時器之間的摩擦,你認為該同學(xué)測得的動摩擦因數(shù)與真實值相比應(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,一簇電場線關(guān)于y軸對稱分布,O是坐標原點,M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個圓周上的四個點,其中M、N在y軸上,Q點在軸上,則 )

A.將一負電荷從M點移到P點,電場力做正功

B.M點的電勢比P點的電勢高

C.一正電荷在O點時的電勢能小于在Q點時的電勢能

D.OM間的電勢差等于NO間的電勢差

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015新課標全國,15)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等.則( )

A.直線a位于某一等勢面內(nèi),φM>φQ

B.直線c位于某一等勢面內(nèi),φM>φN

C.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功

D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負功

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