如圖16-18所示,一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面,導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板,兩板間的距離為d,板長為l.d=0時(shí),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻增大,同時(shí),在板2的左端且非?拷2的位置有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點(diǎn).

圖16-18

(1)要使該液滴能從兩板間射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率k應(yīng)滿足什么條件?

(2)要使該液滴能從板間右端的中點(diǎn)射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系?

(1)   (2)B=B0+


解析:

(1)由題意可知:板1為正極板,2為負(fù)極,兩板間電壓U==Sk   ①

    而S=πr2                                    ②

    帶電液滴受電場力:

    F=qE=                                 ③

    故:F-mg= -mg=ma

    所以a=-g                              ④

討論:

Ⅰ.若a>0,則液滴向上偏轉(zhuǎn),做類平拋運(yùn)動(dòng)

    y=                    ⑤

    當(dāng)液滴剛好能射出時(shí):

    有l(wèi)=v0t,t=,y=d

    故d=                    ⑥

    由①②⑥得:k1=          ⑦

    要使液滴能射出,必須滿足y<d,故k<k1.

Ⅱ.若a=0,液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn),做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)

    a=-g=0                              ⑧

    由①②⑧得k2=

    液滴能射出必須滿足k=k2.

Ⅲ.若a<0,液滴將被吸附在板2上.

    綜上所述:液滴能射出,k應(yīng)滿足

    .

(2)B=B0+kt

    當(dāng)液滴從兩板間中點(diǎn)射出時(shí),滿足條件Ⅰ的情況,則用替換⑦式中的d

    k=

    即B=B0+.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖16-18所示,一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面,導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板,兩板間的距離為d,板長為l.d=0時(shí),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻增大,同時(shí),在板2的左端且非?拷2的位置有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點(diǎn).

圖16-18

(1)要使該液滴能從兩板間射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率k應(yīng)滿足什么條件?

(2)要使該液滴能從板間右端的中點(diǎn)射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(18分)

       示波管是示波器的核心部分,它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成,如圖14甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用;偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn);電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C,質(zhì)量=0.91×10kg,電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),不考慮相對(duì)論效應(yīng)。

(1)電子槍的三級(jí)加速可簡化為如圖14乙所示的加速電場,若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計(jì),要使電子被加速后的動(dòng)能達(dá)到16×10J,求加速電壓為多大;

(2)電子被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況,偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm,兩板間距離=1.0cm,極板右端與熒光屏的距離=18cm,當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時(shí),如果電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度,求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度;

(3)如圖14甲所示,電子槍中燈絲用來加熱陰極,使陰極發(fā)射電子?刂茤艠O的電勢比陰極的電勢低,調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓,可控制通過柵極電子的數(shù)量,F(xiàn)要使打在熒光屏上電子的數(shù)量增加,應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中三個(gè)陽極除了對(duì)電子加速外,還共同完成對(duì)電子的聚焦作用,其中聚焦電場可簡化為如圖14丁所示的電場,圖中的虛線是該電場的等勢線。請(qǐng)簡要說明聚焦電場如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電子的聚焦作用。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:北京市海淀區(qū)2010年高三一模(理科綜合)物理部分 題型:計(jì)算題

(18分)

       示波管是示波器的核心部分,它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成,如圖14甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用;偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn);電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C,質(zhì)量=0.91×10kg,電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),不考慮相對(duì)論效應(yīng)。

(1)電子槍的三級(jí)加速可簡化為如圖14乙所示的加速電場,若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計(jì),要使電子被加速后的動(dòng)能達(dá)到16×10J,求加速電壓為多大;

(2)電子被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況,偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm,兩板間距離=1.0cm,極板右端與熒光屏的距離=18cm,當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時(shí),如果電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度,求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度;

(3)如圖14甲所示,電子槍中燈絲用來加熱陰極,使陰極發(fā)射電子。控制柵極的電勢比陰極的電勢低,調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓,可控制通過柵極電子的數(shù)量,F(xiàn)要使打在熒光屏上電子的數(shù)量增加,應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、三個(gè)陽極除了對(duì)電子加速外,還共同完成對(duì)電子的聚焦作用,其中聚焦電場可簡化為如圖14丁所示的電場,圖中的虛線是該電場的等勢線。請(qǐng)簡要說明聚焦電場如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電子的聚焦作用。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖16-18-3所示,在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中,光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②__________、③__________、④__________、⑤遮光筒、⑥光屏.對(duì)于某種單色光,為增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離,可采取__________或__________的方法.

圖16-18-3

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案