【題目】如圖所示,一個電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,又沿中心軸線從O點垂直射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出打到熒光屏上的P點,O點為熒光屏的中心。已知電子質(zhì)量m= 9.0×1031kg,電荷量e= 1.6×1019C,加速電場電壓U0= 2500 V,偏轉(zhuǎn)電場電壓U= 200 V,極板的長度L1=6.0 cm,板間距離d=2.0 cm,極板的末端到熒光屏的距離L2=3.0 cm(忽略電子所受重力,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。求:

(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0;

(2)電子打在熒光屏上的P點到O點的距離h;

(3)電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功W。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:(1)電子在加速電場中,根據(jù)動能定理即可求出進入偏轉(zhuǎn)電場的速度;(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,根據(jù)類平拋運動規(guī)律可求出粒子在偏轉(zhuǎn)電場中產(chǎn)生的側(cè)位移;粒子從偏轉(zhuǎn)電場飛出至熒光屏這一過程,做的是勻速直線運動,根據(jù)幾何關(guān)系即可求h;(3)根據(jù)W=eEy即可求出電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功.

(1)電子在加速電場中,根據(jù)動能定理有:

解得

代入數(shù)據(jù)得

(2)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t,電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量

電子在水平方向做勻速直線運動

電子在豎直方向上做勻加速運動

根據(jù)牛頓第二定律有

聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)得=0.36cm

電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的反向延長線過偏轉(zhuǎn)電場的中點

由圖知,

解得:h=0.72cm

(3)電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的過程中電場力對它做的功

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】如圖甲所示,絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場中的O點,另一端連接帶正電的小球,小球電荷量q=6×107C,在圖示坐標(biāo)中,電場方向沿豎直方向,坐標(biāo)原點O的電勢為零。當(dāng)小球以2 m/s的速率繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動時,細(xì)繩上的拉力剛好為零。在小球從最低點運動到最高點的過程中,軌跡上每點的電勢φ隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g=10 m/s2。則下列判斷正確的是(  )

A. 勻強電場的場強大小為3.2×106V/m

B. 小球重力勢能增加最多的過程中,電勢能減少了2.4 J

C. 小球做順時針方向的勻速圓周運動

D. 小球所受的洛倫茲力的大小為3 N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在傾角為37° 的斜坡上,從A點水平拋出一個物體,物體落在斜坡的B點,測得AB兩點間的距離是75 m,,求:

(1)物體拋出時速度的大小;

(2)落到B點時的速度大小;(結(jié)果帶根號表示)

(3)距離斜坡的最遠(yuǎn)距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】粒子回旋加速器的工作原理如圖所示置于真空中的D形金屬盒的半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與金屬盒盒面垂直高頻交流電的頻率為f,加速電壓為U若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+e,在加速器中被加速.不考慮相對論效應(yīng),則下列說法正確的是(  )

A. 不改變磁感應(yīng)強度B和交流電的頻率f,該加速器也可加速α粒子

B. 加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大

C. 質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2πRf

D. 質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為 1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一正點電荷僅在電場力的作用下運動,其速率v與時間t圖象如圖所示,其中tatb是電荷在電場中a、b兩點運動對應(yīng)的時刻,則下列說法正確的是

A. a、b兩點電場強度關(guān)系為Ea=Eb

B. a、b兩點電場強度關(guān)系為Ea>Eb

C. a、b兩點電勢關(guān)系為

D. 帶電粒子從a點運動到b點時,電場力做正功,電勢能減少

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,把一個帶正電的球體A放在絕緣支架上,再把一個質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電小球B用絕緣細(xì)繩懸掛在鐵架臺上,小球靜止在P點時細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ,電場力方向水平向右。球A與球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的直徑。求:

(1)BP點所受電場力F0的大小及球A產(chǎn)生的電場在P點的電場強度E0的大小;

(2)現(xiàn)緩慢移動鐵架臺,使球BP點沿水平方向右移,近似認(rèn)為移動過程中電場力方向始終水平向右,用刻度尺測出P點右側(cè)不同位置到P點的水平距離x,采取(1)中方法確定出該位置球B所受電場力F,然后作出F-x圖像,如圖乙所示。其中M點為水平移動方向上的一點,已知x軸上每小格代表的距離為x0,根據(jù)圖像估算P、M兩點間電勢差UPM的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖勻強磁場中有一矩形單匝線圈ABCD,AB邊與磁場垂直,MN邊與金屬滑環(huán)K相連,PQ邊與金屬滑環(huán)L相連;金屬滑環(huán)L、交流電流表A、定值電阻R、金屬滑環(huán)K通過導(dǎo)線串聯(lián)。使矩形線圈從圖示位置開始以恒定角速度繞過BC、AD中點的軸旋轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是

A. 交流電流表A的示數(shù)隨時間按正弦規(guī)律變化

B. 線圈轉(zhuǎn)動的角速度越大,交流電流表A的示數(shù)越小

C. 線圈平面與磁場平行時,流經(jīng)定值電阻R的電流最大

D. 線圈平面與磁場垂直時,流經(jīng)定值電阻R的電流最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強磁場中,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,除了電阻R的阻值外,其余電阻不計,導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài),規(guī)定a→b的方向為電流的正方向,水平向右的方向為外力的正方向,則在0~t時間內(nèi),能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖像的是

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中,某學(xué)習(xí)小組所使用的裝置如圖甲所示。設(shè)沙和沙桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮 ?/span>

(1)實驗中,為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,下面的操作最合理的是_____。

A.將長木板水平放置,讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上運動,調(diào)節(jié)沙的質(zhì)量,多次重復(fù),直到目測小車做勻速直線運動。

B.將長木板水平放置,讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上運動,接通打點計時器的電源,輕推小車,調(diào)節(jié)小車上砝碼的質(zhì)量,多次重復(fù),直到打出的紙帶上的點跡均勻。

C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,去掉?xì)線和沙桶,不連接紙帶,輕推小車,改變木板墊起的高度,多次重復(fù),直到目測小車做勻速直線運動。

D.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,去掉?xì)線和沙桶,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,接通打點計時器的電源,輕推小車,改變木板墊起的高度,多次重復(fù),直到打出的紙帶上的點跡均勻。

(2)(1)最合理的方案下,接通打點計時器的電源,讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上由靜止開始運動,圖乙是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E5個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:xAB=2.25cm、xBC=3.86cm、xCD=5.45cm、xDE=7.05cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=0.42 _______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)若某同學(xué)利用圖甲所示的裝置,在未通過(1)中操作的情況下,研究加速度a與拉力F的關(guān)系時,得到圖丙所示圖線。已知圖線與橫軸的交點為F0,與縱軸的交點為-a0,重力加速度為g,在運動過程中小車及車上砝碼受到的阻力與重力之比為________。

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