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    如图(甲)所示，真空中的电极K连续不断地发出电子(设电子的初速度为零)，经电压为U1的电场加速，加速电压U1随时间t变化的图像如图(乙)所示，电子在电场U1中加速时间极短，可认为加速时电压不变，电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近的水平金属板A，B间中轴线从左边缘射入偏转电场，A，B板长均为l＝0.2m，两板之间距离d＝0.05m，A板的电势比B板电势高，A，B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P之间的距离b＝0.10m，荧光屏的中心O与A，B板的中心轴线在同一水平线上，则：

    (1)当A、B板间所加电压U2为多少时，电子恰好打不到屏上；

    (2)当A、B板间所加电压＝U2/2时，可看到屏幕上电子距中心O多远的范围．

    答案：
    解析：

    		 　　巧解分析：带电粒子在电场中加速时要注意两点：①电子在加速电场中运动的时间很短，可认为某个电子在加速电场中运动时电压不变；②由动能定理求粒子进入偏转电场时的速度，但由于加速电压是变化的，电压越高，进入偏转电场的速度越大

    　　巧解分析：带电粒子在电场中加速时要注意两点：①电子在加速电场中运动的时间很短，可认为某个电子在加速电场中运动时电压不变；②由动能定理求粒子进入偏转电场时的速度，但由于加速电压是变化的，电压越高，进入偏转电场的速度越大．

    　　电子进入偏转电场后，应根据平时所学知识得出侧向位移与哪些因素有关，由表达式进行分析讨论说明．电子恰好打不到屏上，对应于电子的侧向位移恰好为d/2．设问(2)中当电压减小时，电子的侧向位移减小，电子条应从屏幕上某一位置起到屏幕边缘．

    　　电子经加速电场U1中加速后，设进入偏转电场时的速度为v，根据动能定理有　　

    　　　　    eU1＝mv2，得v＝，①

    　电子在偏转电场中作类似于平抛的运动，运动的加速度a＝，设电子的侧向位移为y，根据运动学知识有：

    　　　　    y＝at2＝，②

    　将①代入②式并整理得

    　　　　    y＝．③

    　　从上式可得，侧向位移y与U1，U2，l，d四个因素有关，而题中的l，d均已确定，侧向位移y仅由U1，U2决定，同时题中的电子恰好打不到极板上，即侧向位移只能取最小值，最小值为d/2，此时对应的U1取最大值800V计算．

    　　故最小的偏转电压

    　　　　　　 U2＝＝100V，

    　　当侧向电压变为时，由③式可得连续不断的电子侧向位移应为．

    　　设电子打在屏幕上的点与中心O距离为Y，电子从板间出来可认为从板正中心匀速直线运动飞出的，故

    　　　　　　　　  ，

        得离屏幕中心的距离为：2.5～5cm．


    提示：

    		 命题意图：本题综合考查了带电粒子在电场中的加速及带电粒子在电场中的偏转问题，对学生的分析问题能力、推理判断能力，运用知识解决实际问题的能力要求较高

    命题意图：本题综合考查了带电粒子在电场中的加速及带电粒子在电场中的偏转问题，对学生的分析问题能力、推理判断能力，运用知识解决实际问题的能力要求较高．


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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2012?昌平区二模）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，初速度为0，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
    （1）求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
    （2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t和粒子获得的最大动能Ekm；

    （3）近年来，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合．例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量．n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图（乙）所示（图中只画出了六个圆筒，作为示意）．各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端．整个装置放在高真空容器中．圆筒的两底面中心开有小孔．现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速（设圆筒内部没有电场）．缝隙的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计．已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差U1-U2=-U．为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图（甲）所示，A、B是真空中平行放置的金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，A、B两板间距离d=15cm．今在A、B两板间加上如图（乙）所示的交变电压，周期为T=1.0×10-6s．t=0时，A板电势比B板电势高，电势差U0=1080V，一个荷质比
    qm
    =1.0×108C/Kg的带负电的粒子在t=0的时刻从B板附近由静止开始运动，不计重力，问：
    （1）当粒子的位移为多大时，粒子的速度第一次达到最大？最大速度为多大？
    （2）粒子撞击极板时的速度大小？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一平行板电容器，内部为真空，两个极板的间距为d，极板长为L，极板间有一匀强电场，U为两极板间的电压，电子从极板左端的正中央以初速v0射入，其方向平行于极板，并打在极板边缘的D点，如图（甲）所示．电子的电荷量用e表示，质量用m表示，重力不计．回答下面问题（用字母表示结果）．
    （1）求电子打到D点的动能；
    （2）电子的初速v0必须大于何值，电子才能飞出极板；
    （3）若极板间没有电场，只有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速v0射入，如图（乙）所示，则电子的初速v0为何值，电子才能飞出极板？
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    科目：高中物理 来源：2013届山西省太原五中高三12月月考物理试卷（带解析） 题型：计算题

    示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形，它的工作原理可等效成下列情况：如图（甲）所示，真空室中电极K发出电子（初速不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中。板长为L，两板间距离为d，在两板间加上如图 (乙)所示的正弦交变电压，周期为T，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线（图中虚线）垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度V沿负x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动。（已知电子的质量为m，带电量为e）求：

    （1）电子进入AB板时的初速度；
    （2）要使所有的电子都能打在荧光屏上（荧光屏足够大），图 (乙)中电压的最大值U0需满足什么条件?
    （3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度，在如图 (丙)所示的x－y坐标系中画出这个波形。

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年山西省高三12月月考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形，它的工作原理可等效成下列情况：如图（甲）所示，真空室中电极K发出电子（初速不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中。板长为L，两板间距离为d，在两板间加上如图 (乙)所示的正弦交变电压，周期为T，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线（图中虚线）垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度V沿负x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动。（已知电子的质量为m，带电量为e）求：

    （1）电子进入AB板时的初速度；

    （2）要使所有的电子都能打在荧光屏上（荧光屏足够大），图 (乙)中电压的最大值U0需满足什么条件?

    （3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度，在如图 (丙)所示的x－y坐标系中画出这个波形。

     

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