如圖甲所示在真空室中電子由靜止開始在加速電場加速后,以速度v0=1.6×107m/s連續(xù)地沿兩平行金屬板中心線OO′射入偏轉(zhuǎn)電場,已知極板長L=4cm,極板間距離d=1cm,極板右端與圓形熒光屏(足夠大)距離為S=18cm,已知電子的電荷量大小為e=1.6×10-19C,電子的質(zhì)量為m=0.9×10-30kg.
(1)加速電場的電壓U0的大?
(2)為保證電子不打在AB極板上,AB極板所加電壓最大值Um為多少?
(3)如果AB兩極板之間所加電壓如圖乙所示,圓形熒光屏以oo'為軸以角速度ω=20πrad/s轉(zhuǎn)動,由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象我們將會在觀測點看到熒光屏上的圖象,請通過計算分析并畫出圖象示意圖,標出圖象的大小尺寸.(參考信息:物體在快速運動時,當人眼所看到的影像消失后,人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.3秒左右的圖象,這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象)
(1)由W=U0q=
1
2
mv02

U0=
1
2
m
v20
q
=
1
2
×0.9×10-30×(1.6×107)2
1.6×10-19
V=720V
(2)在偏轉(zhuǎn)電場中,沿oo′方向L=v0t①
電場方向上y1=
1
2
at2

由牛頓第二定律知a=
eu
md

由①②③解得y1=
d
2
時,Um=
mv0d
eL
=90V
(3)設(shè)偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)量為y1,打在屏幕的位置與o'距離為由y2,如圖
知y2=y1+S?tanθ④
tanθ=
vy
v0

vy=at=
uel
mdv0

聯(lián)立④⑤⑥得
當U=Um時y2=0.5cm+4.5cm=5cm
當U=
1
2
Um時y2=2.5cm
∴屏幕上得圖象如右圖
兩個半圓R1=5cm;R2=2.5cm
答:(1)加速電場的電壓U0的大小為720V.
(2)為保證電子不打在AB極板上,AB極板所加電壓最大值Um為90V.
(3)如果AB兩極板之間所加電壓如圖乙所示,圓形熒光屏以oo'為軸以角速度ω=20πrad/s轉(zhuǎn)動,由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象我們將會在觀測點看到熒光屏上的圖象,通過計算分析并畫出圖象如右圖.
練習冊系列答案
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如圖所示,空間存在著電場強度E=2.5×102N/C、方向豎直向上的勻強電場,在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細線一端固定于O點,另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10-2C的小球.現(xiàn)將細線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂,取g=10m/s2.求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)小球運動到圓周最高點的速度;
(3)細線能承受的最大拉力值;
(4)當細線斷后,小球繼續(xù)運動到與O點水平方向的距離為L時,小球距離O點的高度.

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(1)液滴帶何種電荷?
(2)用弧光燈再照射A,液滴做何種運動?
(3)若使液滴向下運動,應采取什么措施?

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現(xiàn)有一束帶同種等量電荷的不同離子,從同一點以垂直電場方向進入同一偏轉(zhuǎn)電場,當飛出電場后在熒光屏上形成一個亮點,則(  )
A.離子進入電場的初速度相同
B.離子進入電場的初mv相同
C.離子進入電場的初動能相同
D.離子必須經(jīng)同一加速電場加速

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如圖1所示,在xoy坐標系中,兩平行金屬板如圖放置,OD與x軸重合,板的左端與原點O重合,板長L=2m,板間距離d=1m,緊靠極板右側(cè)有一熒光屏.兩金屬板間電壓UAO變化規(guī)律如圖2所示,變化周期為T=2×10-3s,U0=103V,t=0時刻一帶正電的粒子從左上角A點,以平行于AB邊v0=1000m/s的速度射入板間,粒子電量q=1×10-5C,質(zhì)量m=1×10-7kg.不計粒子所受重力.求:
(1)粒子在板間運動的時間;
(2)粒子打到熒光屏上的縱坐標;
(3)粒子打到屏上的動能.

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質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,在勻強電場中由靜止釋放,小球沿著與豎直向下夾30°的方向作勻加速直線運動,當場強大小為E=mg/2時、E所有可能的方向可以構(gòu)成(  )
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A.X′?Y極接電源的正極,X?Y′接電源的負極
B.X′?Y′極接電源的正極,X?Y接電源的負極
C.X?Y極接電源的正極,X′?Y′接電源的負極
D.X?Y′極接電源的正極,X′?Y接電源的負極

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