【題目】如圖所示,一個(gè)電子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,又沿中心軸線從O點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并從另一側(cè)射出打到熒光屏上的P點(diǎn),O′點(diǎn)為熒光屏的中心.已知電子質(zhì)量m=9.0×1031kg,電荷量大小e=1.6×1019C,加速電場(chǎng)電壓U0=2 500 V,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓U=200 V,極板的長(zhǎng)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(chǎng)時(shí)的初速度v0

(2) 電子打在熒光屏上的P點(diǎn)到O′點(diǎn)的距離h;

(3) 電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過(guò)程中電勢(shì)能的增加量.

【答案】(1) v0=3.0×107m/s.(2) h=7.2×103m. (3) ΔE=-W=-5.8×1018J.

【解析】

(1)電子在加速電場(chǎng)中,根據(jù)動(dòng)能定理即可求出進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度;

(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求出粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中產(chǎn)生的側(cè)位移;粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)飛出至熒光屏這一過(guò)程,做的是勻速直線運(yùn)動(dòng),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(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功。

(1) 電場(chǎng)中加速有eU0mv02

解得v0

代入數(shù)據(jù)解得v0=3.0×107m/s.

(2) 設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的側(cè)移量為y.

電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),L1v0t

電子在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng),yat2

根據(jù)牛頓第二定律有ma

解得y=3.6×103m=0.36cm

電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的中點(diǎn),

由圖知

解得h=7.2×103m.

(3) 電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它做的功

WeEyey=5.8×1018J

ΔE=-W=-5.8×1018J.

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:

【題目】如圖所示,空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),A、B、C、D、E、FG、H為立方體的八個(gè)頂點(diǎn),立方體的邊長(zhǎng)為2cm,現(xiàn)將一電荷量為10-8C的正電荷由A移到B,電場(chǎng)力做功3×10-10J,A移到E電場(chǎng)力做功為0,另將電荷量為10-8C的負(fù)電荷由D移到A電場(chǎng)力做功3×10-10J,則下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向說(shuō)法正確的是(

A. N/C,A指向C

B. N/C,D指向B

C. N/C,D指向B

D. N/C,C指向A

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2018929日,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號(hào)甲固體運(yùn)載火箭,成功將微厘空間一號(hào)S1衛(wèi)星送入預(yù)定軌道.整星質(zhì)量97公斤,運(yùn)行在高度700公里的圓軌道,該軌道為通過(guò)兩極上空的圓軌道.查閱資料知地球的半徑和重力加速度的值,則(  )

A. 衛(wèi)星可能為地球同步衛(wèi)星 B. 衛(wèi)星線速度小于第一宇宙速度

C. 衛(wèi)星可能通過(guò)無(wú)錫的正上方 D. 衛(wèi)星的動(dòng)能可以計(jì)算

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,輕彈簧放置在傾斜的長(zhǎng)木板上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接.向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能.

(1) 實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟:

松手釋放物塊;

接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源;

木板一端抬高以平衡摩擦;

向左推物塊使彈簧壓縮,并測(cè)量彈簧壓縮量.

上述步驟正確的操作順序是________(填序號(hào)).

(2) 甲同學(xué)實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果如圖2所示,觀察紙帶,判斷測(cè)量值比真實(shí)值________(選填“偏小”或“偏大”).

(3) 乙同學(xué)實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果如圖3所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz,小車(chē)質(zhì)量為200 g,結(jié)合紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為________m/s,相應(yīng)的彈簧的彈性勢(shì)能為________J(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了測(cè)量05V電壓表的內(nèi)阻,他從實(shí)驗(yàn)室拿來(lái)多用電表、3節(jié)干電池、最大阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線。

(1)該同學(xué)在先用多用電表粗測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí),把選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆“×1k”擋,正確調(diào)零后,將_______(選填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“+5V"接線柱,另一只表筆接“-”接線柱。多用電表的指針位置如圖甲中的A所示,則電壓表的內(nèi)阻為_______Ω.

(2)再用伏安法測(cè)量其內(nèi)阻,把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到直流電流的_______(填“100”“10”或“1”)mA擋,并把各儀器按圖乙接好電路.

(3)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電壓表的示數(shù)為4.0V時(shí),多用電表的指針位置如圖甲中的B所示,則示數(shù)為_______mA,則電壓表的內(nèi)阻Rv=_______Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學(xué)用玻璃皿在中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極,沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做旋轉(zhuǎn)的液體的實(shí)驗(yàn),若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T,玻璃皿的橫截面的半徑為a=0.05m,電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3V,內(nèi)阻r=0.1Ω,限流電阻R0=4.9Ω,玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=0.9Ω,閉合開(kāi)關(guān)后當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)恒為1.5V,則( )

A. 由上往下看,液體做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

B. 液體所受的安培力大小為

C. 閉合開(kāi)關(guān)10s,液體具有的熱能是4.5J

D. 閉合開(kāi)關(guān)后,液體電熱功率為0.081W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖P所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證;組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,從高處由靜止開(kāi)始下落,拖著紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示已知=50克、=150克,則:(g=10M/s,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=_______M/s;

(2)在打點(diǎn)05過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量=___________J,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量=__________J.由此得出的結(jié)論是_____________________;

(3)利用該實(shí)驗(yàn)也可測(cè)量重力加速度g的值,若某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖象如圖丙所示,則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=_______M/s.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=4Ω,R1=16ΩR2=10Ω,R3=20Ω,R4=30ΩR5=30Ω,R6=30Ω,電容器C=20μF。(1)閉合開(kāi)關(guān)S1,S2,待穩(wěn)定后,AB之間的電勢(shì)差UAB為多少,電容器的電量是多少。(2)斷開(kāi)S2后,通過(guò)R6的電量為多少?(保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】三維彈球(DPmb1DWindow里面附帶的一款使用鍵盤(pán)操作的電腦游戲,小明同學(xué)受此啟發(fā),在學(xué)校組織的趣味班會(huì)上,為大家提供了一個(gè)類(lèi)似的彈珠游戲。如圖所示,將一質(zhì)量為0.1kg的小彈珠(可視為質(zhì)點(diǎn))放在O點(diǎn),用彈簧裝置將其彈出,使其沿著光滑的半圓形軌道OAAB運(yùn)動(dòng),BC段為一段長(zhǎng)為L5m的粗糙水平面,與一傾角為45°的斜面CD相連,圓弧OAAB的半徑分別為r0.49m,R0.98m,滑塊與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.4,C點(diǎn)離地的高度為H3.2m,g10m/s2,求

(1)要使小彈珠恰好不脫離圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在B位置小滑塊受到半圓軌道的支持力的大小;

(2)(1)問(wèn)的情況下,求小彈珠落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離?

(3)若在斜面中點(diǎn)豎直立一擋板,在不脫離圓軌道的前提下,使得無(wú)論彈射速度多大,小彈珠不是越不過(guò)擋板,就是落在水平地面上,則擋板的最小長(zhǎng)度d為多少?

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同步練習(xí)冊(cè)答案