【題目】如圖甲所示,圓盒為電子發(fā)射器,厚度為h,M處是電子出射口,它是寬度為d、長為圓盒厚度的狹縫。其正視截面如圖乙所示,D為絕緣外殼,整個裝置處于真空中,半徑為a的金屬圓柱A可沿半徑向外均勻發(fā)射速率為v的低能電子;A同軸放置的金屬網(wǎng)C的半徑為b。不需要電子射出時,可用磁場將電子封閉在金屬網(wǎng)以內(nèi);若需要低能電子射出時,可撤去磁場,讓電子直接射出;若需要高能電子,撤去磁場,并在AC間加一徑向電場,使其加速后射出。不考慮AC的靜電感應電荷對電子的作用和電子之間的相互作用,忽略電子所受重力和相對論效應,已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e。

1若需要速度為kv (k >1) 的電子通過金屬網(wǎng)C發(fā)射出來,在AC間所加電壓U是多大?

2A、C間不加電壓,要使由A發(fā)射的電子不從金屬網(wǎng)C射出,可在金屬網(wǎng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域加垂直于圓盒平面向里的勻強磁場,求所加磁場磁感應強度B的最小值;

3若在C、A間不加磁場,也不加徑向電場時,檢測到電子從M射出形成的電流為I,忽略電子碰撞到C、D上的反射效應和金屬網(wǎng)對電子的吸收,以及金屬網(wǎng)C與絕緣殼D間的距離求圓柱體A發(fā)射電子的功率P。

【答案】1=23

【解析】(1) 對電子經(jīng)CA間的電場加速時,由動能定理得

所需加速電壓為U=

(2)電子在CA間磁場中做圓周運動時,其軌跡圓與金屬網(wǎng)相切時,對應的磁感應強度為BC。設(shè)此軌跡圓的半徑為r,則

解得

解得最小磁感應強度為:

(3)設(shè)時間t內(nèi)由M口射出的電子數(shù)為n,則

設(shè)時間t內(nèi)從A中發(fā)射的電子數(shù)為N

圓柱體A發(fā)射電子的功率為

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為1:2,兩端共接有4個電阻,其中R1=R0,R2=2R0,R3=R4=4R0,現(xiàn)將a、b兩端接在交流電源上,則下列說法中正確的是( )

A. R1消耗的電功率為R2消耗的電功率的2倍。

B. 流過R1的電流有效值等于流過R3的電流有效值。

C. R2兩端的電壓有效值是R3兩端電壓有效值的2倍

D. 流過R2的電流有效值流過是R4電流有效值的2倍

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用電流表和電壓表測定某圓柱體的電阻率,實驗室提供了以下實驗器材:

A.一節(jié)干電池及電池夾

B.直流電流表(量程0.6A內(nèi)阻0.100Ω、3A內(nèi)阻0.025Ω

C.直流電壓表(量程3V內(nèi)阻5kΩ15V內(nèi)阻25kΩ

D.待測圓柱體

E.電阻箱(阻值范圍0~9999Ω,最大允許電流為1A

F.多用電表

G.游標卡尺

H.螺旋測微器

I.導線若干根

①粗測圓柱體的電阻,選擇多用電表“×1”倍率的電阻擋,調(diào)零后將表筆分別與待測圓柱體兩端相連,示數(shù)如圖(a)所示,結(jié)果為_________Ω。

②用最小分度為毫米的刻度尺測量圓柱體的長度L,示數(shù)如圖(b)所示,結(jié)果為L=___cm

③用螺旋測微器測量圓柱體的直徑D,如圖(c)所示,D=_________mm 。

④將電流表和電壓表接在圖(d)的電路中A、B、C、D等接線柱上,請完成實驗電路_______。

⑤閉合開關(guān)S前,應將電阻箱的電阻R調(diào)到__________(填最大最小)。

⑥改變電阻箱的電阻值,測得多組電流和電壓值,做完實驗后斷開電鍵開關(guān),拆除線路。若電流表和電壓表的示數(shù)分別為I、U,則圓柱體的電阻率為_____________(用題中的物理量符號表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)有待測電池、電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器(阻值0~10Ω,額定電流2A)、開關(guān)各一個、導線若干。為了防止實驗測量時數(shù)據(jù)過密(即要求電壓變化范圍相對大一些),另外還配有一個定值電阻R0(阻值為、額定功率為5W)。

(1)請按照圖甲設(shè)計的電路圖用筆畫線將圖乙實物電路圖補充完整______。

(2)該同學按照要求連接好電路并進行實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖13所示的UI圖像,則電源的電動勢E______V,電源內(nèi)阻r_____Ω

3在上述實驗過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的真實值與通過電源電流真實值關(guān)系的圖像,實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像,則圖14中能正確表示二者關(guān)系的是______(選填選項下面的字母)。

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【題目】電子能量分析器主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RARB的同心金屬半球面AB構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面電勢分別為φAφB,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間.忽略電場的邊緣效應,不考慮電子重力。下列說法中正確的是( )

A. A球面電勢比B球面電勢高

B. 電子在AB間偏轉(zhuǎn)電場中做勻變速運動

C. 等勢面C所在處電勢大小為

D. 等勢面C所在處電場強度的大小為E=

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【題目】如圖所示,一個電源在外電阻不斷變化時,內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關(guān)系分別用拋物線C1、C2表示.由該圖可知(  )

A. 電源的電動勢為8 V

B. 電源的內(nèi)電阻為1 Ω

C. 電源輸出功率的最大值為4 W

D. 電源消耗的最大功率為8 W

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【題目】以下為某同學測定某金屬絲的電阻率的部分實驗操作,請完成以下各小題:

1)他用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如下左圖所示,其讀數(shù)為________mm。

2)他用伏安法測金屬絲的電阻Rx,其電路如上右圖所示。如圖是實驗器材的實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)電路圖,補充完成如圖中實物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞__________。

3他在坐標紙上建立U、I坐標系,并描繪出U-I圖線,如圖所示。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________ (保留兩位有效數(shù)字)。

4考慮電壓表、電流表的內(nèi)阻,本次實驗所測電阻值_____(填大于小于)真實值

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】示波器的核心部件是示波管,其內(nèi)部抽成真空,圖17是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。熾熱的金屬絲可以連續(xù)發(fā)射電子,電子質(zhì)量為m,電荷量為e。發(fā)射出的電子由靜止經(jīng)電壓U1加速后,從金屬板的小孔O射出,沿OO進入偏轉(zhuǎn)電場,經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上。偏轉(zhuǎn)電場是由兩個平行的相同金屬極板M、N組成,已知極板的長度為l,兩板間的距離為d,極板間電壓為U2,偏轉(zhuǎn)電場極板的右端到熒光屏的距離為L。不計電子受到的重力和電子之間的相互作用。

1)求電子從小孔O穿出時的速度大小v0;

2)求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y;

3若將極板MN間所加的直流電壓U2改為交變電壓u=Umsint,電子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間遠小于交流電的周期T,且電子能全部打到熒光屏上,求電子打在熒光屏內(nèi)范圍的長度s

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【題目】如圖所示,A 為電解槽,M 為電動機,N 為電爐子,恒定電壓U =12V,電解槽內(nèi)阻rA =2Ω。當S1 閉合,S2S3 斷開時,電流表示數(shù)為6A;當S2 閉合,S1、S3 斷開時, 示數(shù)為5A,且電動機輸出功率為35W;當S3 閉合,S1、S2 斷開時,示數(shù)為4A。求:

(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?

(2)電動機的內(nèi)阻是多少?

(3)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為多少?

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