(2005?虹口區(qū)二模)如圖所示:在鉛板A中心處有一個(gè)放射源C,它能向各個(gè)方向不斷地射出速度大小相等的電子流,B為金屬網(wǎng),M為緊靠金屬網(wǎng)外側(cè)的熒光屏,電子打在熒光屏上會(huì)使其發(fā)出熒光,A和B連接在電路上,它們相互平行且正對(duì)面積足夠大.已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,滑動(dòng)變阻器的最大電阻是電源內(nèi)阻的4倍,A、B間距為d,電子質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)電子運(yùn)動(dòng)所形成的電流對(duì)電路的影響、忽略重力作用.
(1)當(dāng)圖中滑動(dòng)變阻器的滑片置于變阻器中點(diǎn)時(shí),求閉合電鍵K后,A、B間的場(chǎng)強(qiáng)大;
(2)要使熒光屏上的亮斑面積減小,應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的滑片向哪端滑動(dòng)?請(qǐng)指出亮斑的形狀?
(3)若移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,熒光屏上形成的亮斑最小面積為S,試求出電子剛離開(kāi)放射源C的速度大小.
分析:(1)由于滑動(dòng)變阻器的最大電阻是電源內(nèi)阻r的4倍,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片置于中點(diǎn)時(shí),AB之間的電壓為電動(dòng)勢(shì)的
2
5
,在根據(jù)E=
U
d
可以求得AB間的場(chǎng)強(qiáng)E的大小;
(2)運(yùn)動(dòng)到亮斑的最遠(yuǎn)處的電子在電場(chǎng)中做的是類平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電壓到達(dá)最大時(shí),電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短,亮斑的半徑最小,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以求得此時(shí)的電子的初速度的大。
解答:解:(1)設(shè)內(nèi)阻為r,則滑動(dòng)變阻器的最大電阻R=4r,由分壓關(guān)系有:
UAB=
2rE
R+r
=0.4E

EAB=
UAB
d
=
0.4E
d

(2)滑片應(yīng)向右端滑動(dòng).亮斑為圓型.
(3)當(dāng)滑片處于最右端時(shí),亮斑最小,此時(shí)初速v沿平行于A板方向的電子打在熒光屏上的位置距離圓心最遠(yuǎn).設(shè)亮斑半徑為R
由于電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),故
亮斑半徑R=vt          
加速度a=
qU
d
           
偏轉(zhuǎn)位移d=
1
2
at2=
eUt2
2md
      
此時(shí)兩極板間電壓U=
4rE
5r
=0.8E
      
亮斑大小S=πR2                
聯(lián)立各式解得:v=
1
d
2EeS
5mπ

答:(1)當(dāng)圖中滑動(dòng)變阻器的滑片置于變阻器中點(diǎn)時(shí),閉合電鍵K后,A、B間的場(chǎng)強(qiáng)大小為
0.4E
d
;
(2)要使熒光屏上的亮斑面積減小,應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的滑片向右端滑動(dòng).亮斑為圓型.
(3)若移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,熒光屏上形成的亮斑最小面積為S,則電子剛離開(kāi)放射源C的速度大小為
1
d
2EeS
5mπ
點(diǎn)評(píng):當(dāng)極板之間的電壓最大時(shí),亮斑的半徑最小,并且運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)的電子應(yīng)該是平行于A板發(fā)出的,即此時(shí)的電子在電場(chǎng)中做的是類平拋運(yùn)動(dòng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?虹口區(qū)二模)如圖甲所示,一氣缸豎直倒放,氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞,將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞與氣缸壁無(wú)摩擦,在27℃時(shí)氣體處于平衡狀態(tài).已知活塞重為10N,活塞的面積S=100cm2,大氣壓強(qiáng)P0=1×105Pa.現(xiàn)讓氣缸壁與水平面成60°,并保持氣體體積不變,在達(dá)到平衡時(shí):
(1)此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為多大?
(2)此時(shí)氣體的溫度變化了幾度?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?虹口區(qū)二模)某同學(xué)在做測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù):
次序 1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
燈泡發(fā)光情況 不 亮      微 亮    逐漸變亮      正常發(fā)光
(1)在甲圖上畫(huà)出I-U圖線.
(2)從圖線上可以看出,當(dāng)功率逐漸增大時(shí),燈絲電阻的變化情況是
開(kāi)始幾乎不變,后來(lái)逐漸增大
開(kāi)始幾乎不變,后來(lái)逐漸增大
;這表明金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而
增大
增大

(3)有一個(gè)同學(xué)在做好了上面的試驗(yàn)后,自己又接了一個(gè)電路,如圖乙所示,經(jīng)檢查電路連接完全正確、接觸良好,閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)兩只燈泡中僅有一只發(fā)光.老師檢查后也肯定電路連接沒(méi)有問(wèn)題,你認(rèn)為問(wèn)題可能是
燈泡實(shí)際功率太小或燈泡短路
燈泡實(shí)際功率太小或燈泡短路

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?虹口區(qū)二模)AB連線是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放,電荷僅在力作用下沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如圖所示,比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φ的高低和場(chǎng)強(qiáng)E的大小,下列說(shuō)法中正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?虹口區(qū)二模)如圖所示在一根細(xì)棒的中點(diǎn)C和端點(diǎn)B,分別固定兩個(gè)質(zhì)量、體積完全相同的小球,棒可以繞另一端A在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng).若從水平位置由靜止釋放,求兩球到達(dá)最低位置時(shí)線速度的大。∏虻馁|(zhì)量為m,棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng),質(zhì)量不計(jì)..某同學(xué)對(duì)此題的解法是:
設(shè)最低位置時(shí)B球和C球的速度大小分別為v1、v2,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力對(duì)小球做功,所以每個(gè)球的機(jī)械能都守恒.:
C球有  
1
2
m
v
2
1
=mg
L
2
,v1=
gL

B球有  
1
2
m
v
2
2
=mgL
,v2=
2gL

你同意上述解法嗎?若不同意,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由并求出你認(rèn)為正確的答案.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?虹口區(qū)二模)在距水平地面45m高處以水平向右的速度5m/s拋出一質(zhì)量為1kg的石子(不計(jì)空氣阻力).經(jīng)時(shí)間
2
s,此時(shí)石子的速度大小為
15
15
m/s;重力對(duì)石子做功的瞬時(shí)功率P為
100
2
100
2
W(g取10m/s2).

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