Question

05（河北、河南、安徽、山西）16 ．（20分） 图1中B为电源，电动势，内阻不计。固定电阻，R₂

为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距。S为屏，与极板垂直，到极板的距离。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R₂时，R₂的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度连续不断地射入C。已知电子电量，电子，电子质量。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R₂上的光强发生变化时R₂阻值立即有相应的改变。

（1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R₂上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。（计算结果保留二位有效数字）。

（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在图2给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0—6s间）。要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）

Answer 1

（1）设电容器C两板间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a , 穿过C的时间为t₁，穿出时电子偏转的距离为y₁ ,

U=

E=

eE=ma

t₁=

y₁=at₁²

由以上各式得

y₁=()

代人数据得    y₁=4.8×10^-3m

由此可见y₁＜d，电子可通过C。

设电子从C穿出时，沿y 方向的速度为v_y，穿出后到达屏S所经历的时间为t₂，在此时间内电子在y 方向移动的距离为y₂，

v_y=at

t₂=

y₂=v_yt₂

由以上有关各式得y₂=()

代人数据得  y₂=1.92×10^-2m

由题意  y = y₁＋y₂=2.4×10^-2m 。

( 2 )如图所示。