如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示。設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作恒定的。兩板右側放一記錄圓筒,筒在左側邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.20s,筒的周長s=0.20m,筒能接收到通過A、B板的全部電子。
(1)以t=0時(見圖2,此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上。試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標。(不計重力作用)
(2)在給出的坐標紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。
(1)計算電子打到記錄紙上的最高點的坐標
設v0為電子沿A、B板的中心線射入電場時的初速度,則
①
電子在中心線方向的運動為勻速運動,設電子穿過A、B板的時間為t0,則
l=v0t0 ②
圖(1)
電子在垂直A、B板方向的運動為勻加速直線運動.對于恰能穿過A、B板的電子,在它通過時加在兩板間的電壓uc應滿足
③
聯(lián)立①、②、③式解得
此電子從A、B板射出時沿y方向的分速度為 ④
此后,此電子作勻速直線運動,它打在記錄紙上的點最高,設縱坐標為y,由圖(1)可得
⑤
由以上各式解得 ⑥
從題給的u-t圖線可知,加于兩板電壓u的周期T0=0.10秒,u的最大值um=100伏,因為uC<um,在一個周期T0內(nèi),只有開始的一段時間間隔△t內(nèi)有電子通過A、B板
⑦
因為電子打在記錄紙上的最高點不止一個,根據(jù)題中關于坐標原點與起始記錄時刻的規(guī)定,第一個最高點的x坐標為
⑧
第二個最高點的x坐標為
⑨
第三個最高點的x坐標為
由于記錄筒的周長為20厘米,所以第三個最高點已與第一個最高點重合,即電子打到記錄紙上的最高點只有兩個,它們的x坐標分別由⑧和⑨表示
(2)電子打到記錄紙上所形成的圖線,如圖(2)所示.
評分標準:本題20分.
第(1)問18分,①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨式各2分。
第(2)問2分,有任何錯誤都不給這2分。
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(20分)如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長l=0.k^s*5#u20m,相距d=0.k^s*5#u020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示。設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作恒定的。兩板右側放一記錄圓筒,筒在左側邊緣與極板右端距離b=0.k^s*5#u15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.k^s*5#u20s,筒的周長s=0.k^s*5#u20m,筒能接收到通過A、B板的全部電子。
(1)以t=0時(見圖2,此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上。試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標。(不計重力作用)
(2)在給出的坐標紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。
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科目:高中物理 來源:2010年河南省鄭州外國語學校全真模擬(二)(理科綜合)物理部分 題型:計算題
(20分)如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長l=0.k^s*5#u20m,相距d=0.k^s*5#u020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示。設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作恒定的。兩板右側放一記錄圓筒,筒在左側邊緣與極板右端距離b=0.k^s*5#u15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.k^s*5#u20s,筒的周長s=0.k^s*5#u20m,筒能接收到通過A、B板的全部電子。
(1)以t=0時(見圖2,此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上。試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標。(不計重力作用)
(2)在給出的坐標紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。
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科目:高中物理 來源:2010年河南省全真模擬(二)(理科綜合)物理部分 題型:計算題
(20分)如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示。設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作恒定的。兩板右側放一記錄圓筒,筒在左側邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.20s,筒的周長s=0.20m,筒能接收到通過A、B板的全部電子。
(1)以t=0時(見圖2,此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點,并取y軸豎直向上。試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標。(不計重力作用)
(2)在給出的坐標紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。
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