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181870. (2023•关山中学•高二上期中) 德优题库如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。求:
(1)电子穿过A板时的速度大小vA
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W;
(4)P点到O点的距离y′。
共享时间:2023-11-16 难度:2
[考点]
带电粒子先后经过加速电场和偏转电场,带电粒子射出偏转电场后打在挡板上,
[答案]
(1)电子穿过A板时的速度大小vA
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y为
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W为
(4)P点到O点的距离y′为
[解析]
解:(1)电子经电压U1加速后的速度为vA,根据动能定理得:vA
解得:vA
(2)电子以速度vA进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动.设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场运动的时间为t1,电子的加速度为a,离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y.根据牛顿第二定律和运动学公式得:Ee=ma
又因为:
电子在偏转电场中做类平抛运动,
水平方向上有:L1=vAt1
竖直方向上有:y=
以上联立解得:y=
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功:W=Eey
代入数据得:W=
(4)方法一:设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy,根据运动学公式得:
电子离开偏转电场后做匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2
如图所示

由匀速直线运动规律有:y2=vyt2
而在水平方向:
解得:
P到O点的距离为:
方法二:
根据推论,平抛运动速度的反向延长线交水平位移的中点,如图

由几何关系有:
变形可得:
答:(1)电子穿过A板时的速度大小vA
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y为
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W为
(4)P点到O点的距离y′为
[点评]
本题考查了"带电粒子先后经过加速电场和偏转电场,带电粒子射出偏转电场后打在挡板上,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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158661. (2024•西安八十五中•高二上一月) 德优题库如图所示为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电势差为U0的AB两金属板间的加速电场加速后,从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心O′点沿中心轴线O′O射入金属板间(O′O垂直于苂光屏M),两金属板间偏转电场的电势差为U,电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的苂光屏M上。整个装置处在真空中,加速电场与偏转电场均视为匀强电场,忽略电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。已知电子的质量为m,电荷量为e;加速电场的金属板AB间距离为d0;偏转电场的金属板长为L1,板间距离为d,其右端到苂光屏M的水平距部为L2。电子所受重力可忽略不计,求:
(1)电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小v0
(2)电子打在荧光屏上的位置与O点的竖直距离y;
(3)在解决一些实际问题时,为了简化问题,常忽略一些影响相对较小的量,这对最终的计算结果并没有太大的影响,因此这种处理是合理的。如计算电子在加速电场中的末速度v0时,可以忽略电子所受的重力。请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。
已知U0=125V,d0=2.0×10-2m,m=9.0×10-31kg,e=1.6×10-19C,重力加速度g=10m/s2
共享时间:2024-10-29 难度:2 相似度:2
158220. (2024•师大附中•高二上一月) 如图甲所示,M、N为极板,PQ为荧光屏(足够长),M极板上O1处有一粒子源,t=0时刻开始连续释放初速度为零、比荷为的正粒子。粒子经过M、N间的加速电场后,从N极板上的细缝O2进入N和PQ之间的偏转电场。已知M、N间的电压UMN﹣t图像如图乙所示,O1O2连线的延长线与PQ交于O3,O2O3间距离为L,不计粒子在M、N间的加速时间,不计粒子重力和粒子间相互作用,求:
(1)粒子到达细缝O2时速度v的大小范围;
(2)若N和PQ间的偏转电场方向平行PQ向上,场强大小,粒子打到PQ上形成的亮线长度Δy;
(3)若N和PQ间的偏转电场为图丙所示的周期性变化电场,取平行PQ向上为正方向。从t=0时刻释放的粒子恰好打到O3,则t=T时刻释放的粒子打到PQ上的位置。
共享时间:2024-10-10 难度:2 相似度:1

dygzwlyn

2023-11-16

高中物理 | 高二上 | 计算题

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2020*西工大*期末
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