如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)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(zhǎng)l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示。設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng)。在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的。兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒在左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.20s,筒的周長(zhǎng)s=0.20m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子。

(1)以t=0時(shí)(見(jiàn)圖2,此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上。試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)。(不計(jì)重力作用)

(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線。

 

 (1)計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的坐標(biāo)

設(shè)v0為電子沿A、B板的中心線射入電場(chǎng)時(shí)的初速度,則

                  ①

電子在中心線方向的運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)電子穿過(guò)A、B板的時(shí)間為t0,則

l=v0t0                                                                                                         

圖(1)

電子在垂直A、B板方向的運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng).對(duì)于恰能穿過(guò)A、B板的電子,在它通過(guò)時(shí)加在兩板間的電壓uc應(yīng)滿足

                ③

聯(lián)立①、②、③式解得

此電子從A、B板射出時(shí)沿y方向的分速度為                     ④

此后,此電子作勻速直線運(yùn)動(dòng),它打在記錄紙上的點(diǎn)最高,設(shè)縱坐標(biāo)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?yàn)閡C<um,在一個(gè)周期T0內(nèi),只有開(kāi)始的一段時(shí)間間隔△t內(nèi)有電子通過(guò)A、B板

                  ⑦

因?yàn)殡娮哟蛟谟涗浖埳系淖罡唿c(diǎn)不止一個(gè),根據(jù)題中關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)與起始記錄時(shí)刻的規(guī)定,第一個(gè)最高點(diǎn)的x坐標(biāo)為

           ⑧

第二個(gè)最高點(diǎn)的x坐標(biāo)為

      ⑨

第三個(gè)最高點(diǎn)的x坐標(biāo)為

由于記錄筒的周長(zhǎng)為20厘米,所以第三個(gè)最高點(diǎn)已與第一個(gè)最高點(diǎn)重合,即電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)只有兩個(gè),它們的x坐標(biāo)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題20分.

第(1)問(wèn)18分,①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨式各2分。

第(2)問(wèn)2分,有任何錯(cuò)誤都不給這2分。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)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(zhǎng)l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示.設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng).在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的.兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒在左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.20s,筒的周長(zhǎng)s=0.20m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子.
(1)以t=0時(shí)(見(jiàn)圖2,此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上.試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo).(不計(jì)重力作用)
(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

示波器是一種常用的電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓隨時(shí)間的變化情況.它的工作原理如圖1所示,真空室中陰極K逸出電子(初速度可忽略不計(jì)),經(jīng)過(guò)電壓Ul=910V的加速電場(chǎng)后,由小孔S沿正對(duì)且相互靠近的水平金屬極板A、B 和豎直金屬板C、D 間的中心線依次通過(guò)兩對(duì)平行金屬板間.且已知A、B和C、D的長(zhǎng)度均為l=0.20m,A、B和C、D兩板間的距離均為d=0.020m,金屬板的面積足夠大.在A、B兩板間加上如圖2所示的正弦交變電u2,當(dāng)A板電勢(shì)高于B板電勢(shì)時(shí),電壓記為正值;在C、D兩板間加上如圖3所示的交變電壓u3,當(dāng)C板電勢(shì)高于D板電勢(shì)時(shí),電壓記為正值.兩對(duì)金屬板間的電場(chǎng)可視為全部集中在兩板之間,且分布均勻.在C、D 兩極板右側(cè)與極板右端相距s=0.30m處有一個(gè)與兩對(duì)金屬板中心線垂直的熒光屏,中心線正好經(jīng)過(guò)屏的中點(diǎn).若不計(jì)兩對(duì)金屬板之間的距離,且熒光屏足夠大,并已知電子的質(zhì)m=0.91×10-30kg,所帶電荷量e=1.6x10-19C,不計(jì)電子之間的相互作用力.
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(1)要使所有的電子都能打在熒光屏上,兩對(duì)偏轉(zhuǎn)金屬板間所加電壓的最大值U20、U30應(yīng)滿足什么條件?
(2)若U20滿足(1)中的條件,要使熒光屏上能顯示出u2 的若干個(gè)完整周期內(nèi)的波形,C、D 兩板間所加交變電壓u3 的周期應(yīng)滿足什么條件?
(3)若熒光屏上顯示出一個(gè)u2 完整的波形,計(jì)算這個(gè)波形的峰值高度和最大長(zhǎng)度,并在圖4中畫出這個(gè)波形.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(20分)如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)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(zhǎng)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(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示。設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng)。在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的。兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒在左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.k^s*5#u15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.k^s*5#u20s,筒的周長(zhǎng)s=0.k^s*5#u20m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子。

(1)以t=0時(shí)(見(jiàn)圖2,此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上。試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)。(不計(jì)重力作用)

(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線。

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科目:高中物理 來(lái)源:2010年河南省鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校全真模擬(二)(理科綜合)物理部分 題型:計(jì)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(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)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(zhǎng)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(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示。設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng)。在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的。兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒在左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.k^s*5#u15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.k^s*5#u20s,筒的周長(zhǎng)s=0.k^s*5#u20m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子。
(1)以t=0時(shí)(見(jiàn)圖2,此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上。試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)。(不計(jì)重力作用)
(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線。

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科目:高中物理 來(lái)源:2010年河南省全真模擬(二)(理科綜合)物理部分 題型:計(jì)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(jì))經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)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(zhǎng)l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時(shí)間t變化的u-t圖線如圖2所示。設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng)。在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作恒定的。兩板右側(cè)放一記錄圓筒,筒在左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),周期T=0.20s,筒的周長(zhǎng)s=0.20m,筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子。

(1)以t=0時(shí)(見(jiàn)圖2,此時(shí)u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為xy坐標(biāo)系的原點(diǎn),并取y軸豎直向上。試計(jì)算電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)。(不計(jì)重力作用)

(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖3)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點(diǎn)形成的圖線。

 

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