【題目】【題目】子的偏轉(zhuǎn)是電偏轉(zhuǎn),電視機中的顯像管對電子的偏轉(zhuǎn)是磁偏轉(zhuǎn)。小明同學(xué)對這兩種偏轉(zhuǎn)進(jìn)行了定量的研究并做了對比,已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,在研究的過程中空氣阻力和電子所受重力均可忽略不計。

(1)如圖甲所示,水平放置的偏轉(zhuǎn)極板的長度為l,板間距為d,極板間的偏轉(zhuǎn)電壓為U,在兩極板間形成勻強電場。極板右端到豎直熒光屏MN的距離為b,熒光屏MN與兩極板間的中心線O1O1′垂直。電子以水平初速度v0從兩極板左端沿兩極板間的中心線射入,忽略極板間勻強電場的邊緣效應(yīng),求電子打到熒光屏上時沿垂直于極板板面方向偏移的距離;

(2)如圖乙所示,圓心為O2、半徑為r的水平圓形區(qū)域中有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,與磁場區(qū)域右側(cè)邊緣的最短距離為LO2'處有一豎直放置的熒光屏PQ,熒光屏PQ與O2O2'連線垂直。今有一電子以水平初速度v0從左側(cè)沿O2O2'方向射入磁場,飛出磁場區(qū)域時其運動方向的偏轉(zhuǎn)角度為α(未知)。請求出的表達(dá)式;

(3)對比第(1)、(2)問中這兩種偏轉(zhuǎn),請從運動情況、受力情況、能量變化情況等角度簡要說明這兩種偏轉(zhuǎn)的不同點是什么?(至少說出兩點)

【答案】(1)(2)(3)見解析。

【解析】(1)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的加速度為a,時間為t,

離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏移距離為y,根據(jù)運動學(xué)公式有:

根據(jù)牛頓第二定律有:

電子在電場中的運動時間:

聯(lián)立解得:

電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時,其速度的反向延長線通過偏轉(zhuǎn)電場的中心,

設(shè)電子打在屏上距O1′的最大距離為,則由幾何關(guān)系可知:

將y代入解得

(2)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 解得

由如圖所示的幾何關(guān)系得,粒子在磁場中一段圓弧軌跡所對應(yīng)的圓心角與偏轉(zhuǎn)角相等,均為

則:

(3)不同點有:①電子運動類型不同:在電場中電子是勻變速曲線運動,在磁場中電子是勻速圓周運動

②電子受力情況不同:在電場中電子受到的電場力是恒力,在磁場中電子受到的洛倫茲力是大小不變、方向不斷變化的變力

③電子速度變化情況不同:在電場中電子速度的大小和方向都發(fā)生變化,在磁場中電子速度的大小不改變,僅方向發(fā)生變化

④電子運動方向的偏轉(zhuǎn)角范圍不同:在電場中電子運動方向的偏轉(zhuǎn)角度一定小于90,在磁場中電子運動方向的偏轉(zhuǎn)角度可能大于90

⑤電子受力做功不同:在電場中電子所受的電場力做正功,在磁場中電子所受的洛倫茲力不做功

⑥電子能量變化情況不同:在電場中電場力做正功,電子動能增加,在磁場中洛倫茲力不做功,電子動能不變(答對一條給2分,最多給4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】某人站在靜浮于水面的船上,從某時刻開始人從船頭走向船尾,設(shè)水的阻力不計,那么在這段時間內(nèi)人和船的運動情況是( )

A. 人勻速走動,船則勻速后退,且兩者的速度大小與它們的質(zhì)量成反比

B. 人勻加速走動,船則勻加速后退,且兩者的速度大小一定相等

C. 不管人如何走動,在任意時刻兩者的速度總是方向相反,大小與它們的質(zhì)量成反比

D. 人走到船尾不再走動,船則停下

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy直角坐標(biāo)系中,第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強磁場,第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強電場。初速度為零、帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后,從x軸上的A點垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域,在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點.已知OA=OC=d.求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小(粒子的重力不計).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(多選)如圖甲所示,在光滑水平面上的兩小球發(fā)生正碰,小球的質(zhì)量分別為m1m2.圖乙為它們碰撞前后的st(位移-時間)圖象.已知m1=0.1 kg.由此可以判斷( )

A. 碰前m2靜止,m1向右運動

B. 碰后m2m1都向右運動

C. m2=0.3 kg

D. 碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4 J的機械能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁學(xué)的成就極大地推動了人類社會的進(jìn)步。下列說法錯誤的是 (  )

A. 甲圖中,這是錄音機的錄音電路原理圖,當(dāng)錄音機錄音時,由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換,線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場

B. 乙圖電路中,開關(guān)斷開瞬間,燈泡會突然閃亮一下,并在開關(guān)處產(chǎn)生電火花

C. 丙圖中,在真空冶煉中,可以利用高頻電流產(chǎn)生的渦流冶煉出高質(zhì)量的合金

D. 丁圖中,鉗形電流表是利用電磁感應(yīng)原理制成的,它的優(yōu)點是不需要切斷導(dǎo)線,就可以方便地測出通過導(dǎo)線中交變電流的大小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】穿過某閉合回路的磁通量φ隨時間t變化的圖象分別如圖中的①~④所示,下列說法正確的是

A. 圖①有感應(yīng)電動勢,且大小恒定不變

B. 圖②產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大

C. 圖③在0~t1時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢是t1~t2時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的2倍

D. 圖④產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變大再變小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列科學(xué)家與其成就正確的是

A. 牛頓——進(jìn)化論

B. 愛因斯坦——相對淪

C. 愛迪生——改良蒸汽機

D. 普朗克——經(jīng)典力學(xué)體系

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于靜電場的電場強度和電勢,下列說法正確的是(   )

A. 電場強度為零的地方,電勢也為零

B. 隨著電場強度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低

C. 電場強度的方向處處與等電勢面垂直

D. 任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的地方

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體,B、C是在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星,B位于離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上,C是地球同步衛(wèi)星。下列關(guān)系正確的是

A物體A隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大于衛(wèi)星B的線速度

B衛(wèi)星B的角速度小于衛(wèi)星C的角速度

C物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期

D物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案