從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢(shì)差U0=4500V的陽(yáng)極加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長(zhǎng)L1=10cm，間距d=4cm的平行金屬板AB之后，在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個(gè)直徑D=20cm的帶有記錄紙的圓筒（如圖1所示），整個(gè)裝置放在真空內(nèi)，電子發(fā)射的初速度不計(jì)．已知電子質(zhì)量m=0.9×10-30kg，電子電量e=1.6×10-19C，不考慮相對(duì)論效應(yīng)．
（1）若在兩金屬板上加上U1=1000V的直流電壓（φA＞φB），為使電子沿入射方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加怎樣的磁場(chǎng)？
（2）若在兩金屬板上加上U2=1000cos2πt（V）的交流電壓，并使圓筒繞中心軸按圖2示方向以ω=4πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，確定電子在記錄紙上的偏轉(zhuǎn)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式并定性畫(huà)出1s鐘內(nèi)所記錄的圖形．（電子穿過(guò)AB的時(shí)間很短，可認(rèn)為這段時(shí)間內(nèi)板間電壓不變）
（1）由eU0=
1
2
mv20
得電子入射速度
v0=
2eU0
m
=
2×1.6×10-19×4500
9×10-31
m/s=4×107m/s
加直流電壓時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)E1=
U1
d
=2.5×104V/m
電子做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由條件eE1=ev0B，
得應(yīng)加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
E1
v0
=6.25×10-4T，
方向垂直紙面向里．
（2）加交流電壓時(shí)，A、B兩極間場(chǎng)強(qiáng)E2=
U2
d
=2.5×104cos2πt（V/m）
電子飛出板間時(shí)偏距y1=
1
2
at21
=
eE2
2m
（
L1
v0
）2
電子飛出板間時(shí)豎直速度vy=at1=
eE2
m
?
L1
v0

從飛離板到達(dá)圓筒時(shí)偏距
y2=vyt2=
eE2L1
mv0
L2
v0
=
eE2L1L2
mv20

在紙上記錄落點(diǎn)的總偏距y=y1+y2=(
L1
2
+L2)
L1E2
2U0
=
2
9
cos2πt（m）
因圓筒每秒鐘轉(zhuǎn)2周，故在1s內(nèi)，紙上圖形如圖所示．
答：（1）應(yīng)加的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為6.25×10-4T，方向垂直紙面向里．
（2）若在兩金屬板上加上U2=1000cos2πt（V）的交流電壓，在1s內(nèi)，紙上圖形如上圖所示．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

(2010年高考天津理綜卷)在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則(　　)
A．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大
B．電場(chǎng)線方向一定從b指向a
C．b點(diǎn)的電勢(shì)一定比a點(diǎn)高
D．該電荷的動(dòng)能一定減小

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖1所示，平行板電容器帶電量為Q，固定在絕緣底座上，兩極板豎直放置，整個(gè)裝置靜止在光滑的水平面上，板間距離為d，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的彈丸以一定的初速度從一極板間中點(diǎn)的小孔射入電容器中（彈丸的重力不計(jì)，電容器外面周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度為零），設(shè)彈丸在電容器中最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，彈丸在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v-t圖象如圖2所示，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中所提供的信息，你能求得哪些定量的結(jié)果？請(qǐng)寫(xiě)出其中四個(gè)物理量的求解過(guò)程．提示：例如反映電容器的有關(guān)物理量、電容器及底座的總質(zhì)量及系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量等．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一束相同的帶點(diǎn)粒子（重力不計(jì)），以不同的初動(dòng)能垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，當(dāng)這些帶電粒子的末動(dòng)能是初動(dòng)能的4倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的位置為P1，P2，P3…，則這些位置連成的圖線為（　�。�
A．一條直線B．圓C．拋物線D．橢圓

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，帶正電的小球a和帶負(fù)電的小球b質(zhì)量相等，同時(shí)從帶電平行金屬板中央以相同速率垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，a落到下極板的水平距離大于b落到上極板的水平距離，關(guān)于小球a、b在極板中的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．小球a、b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等
B．小球a的加速度大于比小球b的加速度
C．電場(chǎng)力對(duì)小球a、b做的功一樣多
D．到達(dá)極板時(shí)，小球a的動(dòng)能小于小球b的動(dòng)能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子（電子的初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)電壓為u的電場(chǎng)加速，加速電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．每個(gè)電子通過(guò)加速電場(chǎng)的過(guò)程時(shí)間極短，可認(rèn)為加速電壓不變．電子被加速后由小孔S穿出，沿兩個(gè)彼此靠近且正對(duì)的水平金屬板A、B間中軸線從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，A、B兩板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.20m，兩板之間距離d=0.050m，A板的電勢(shì)比B板的電勢(shì)高．A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P（面積足夠大）之間的距離b=0.10m．熒光屏的中心點(diǎn)O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上．不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，求：
（1）要使電子都打不到熒光屏上，則A、B兩板間所加電壓U應(yīng)滿足什么條件；
（2）當(dāng)A、B板間所加電壓U'=50V時(shí)，電子打在熒光屏上距離中心點(diǎn)O多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，帶電量為q的離子（初速度不計(jì)，重力不計(jì)），經(jīng)加速電壓U1加速后以垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，飛出電場(chǎng)．已知平行板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩板間距離為d，試計(jì)算：
（1）偏轉(zhuǎn)量y是多少？
（2）離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度偏角θ的正切值是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一質(zhì)量為m、電量為十q的帶電粒子沿著兩平行板間的中線，垂直電場(chǎng)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)．當(dāng)入射速度為v0時(shí)，粒子恰能貼著極板的右端點(diǎn)穿出電場(chǎng)．今欲使帶電粒子以
v0
2
的速度入射，也恰能穿出電場(chǎng)，那么在其他量不變的情況下，必須使下列哪個(gè)物理量減為原來(lái)的
1
2
？（　�。�
A．粒子所帶電量B．極板間電壓
C．極板長(zhǎng)度D．板間距離

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板兩極板間的電勢(shì)差為500V．一個(gè)電荷量為3.2×10-18C的粒子從正極板的小孔無(wú)初速的進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，到達(dá)負(fù)極板．這個(gè)粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的動(dòng)能為多少焦耳？（不計(jì)重力）

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