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有一电子经电压U1加速后,进入两块间距为d,电压为U2的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能打在B板的正中点,设电子的电荷量为e,质量为m,求:
(1)电子刚进入平行金属板时的初速度v0
(2)电子的偏转时间t.
(3)平行金属板的长度L.
分析:(1)电子在加速电场中,电场力做正功qU1,根据动能定理求解v0
(2)由题:电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能打在B板的正中点,得知:y=
1
2
d
,根据牛顿第二定律求出加速度,再位移公式求出时间.
(3)由题x=
1
2
L
,则由L=2x=2v0t求解.
解答:解:(1)由动能定理有 eU1=
1
2
mv02

       得 v0=
2eU1
m

   (2)沿电场方向:电场力 F=eE   a=
eE
m
=
eU2
md

     又
d
2
=
1
2
at2
t=
d
a
=d
m
eU2

   (3)沿v0方向做匀速直线运动,有
L
2
=v0t

    故L=2v0t=2
2eU1
m
×d
m
eU2
=2d
2U1
U2

答:(1)电子刚进入平行金属板时的初速度v0=
2eU1
m

    (2)电子的偏转时间t=d
m
eU2

    (3)平行金属板的长度L=2d
2U1
U2
点评:本题是分析和处理带电粒子在组合场中运动的问题,关键是分析运动情况和选择解题规律.比较容易.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

有一种电子仪器叫示波器,可以用来观察电信号随时间变化的情况,示波器的核心部件是示波管,如图1所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.
如果在偏转电极XX'和YY'上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播,打在荧光屏中心,且在屏中心处产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'上不加电压,只在偏转电极YY'上加电压,电子在偏转电极YY'的电场中发生偏转,离开偏转电极YY'后沿直线前进,最终打在荧光屏上形成亮斑,如图2所示.已知电子从电子枪射出(初速可不计),经电压为U1的加速电场加速后,以垂直于场强的方向沿中轴线进入YY'间的匀强电场,又知偏转电极XX'上无电压;偏转电极YY'上的电压为U2,板间距离为d,极板长为l,偏转电极YY'到荧光屏的距离为L.电子所带电量为e,质量为m.
(1)求电子经过加速后获得的速度v0的大小;
(2)求电子刚刚飞出YY'间电场时的侧向偏移量y;
(3)求电子打在荧光屏上形成的亮斑与屏幕中心的竖直距离y’.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示为某仪器内部结构图,由O1处静止释放的电子经加速电压U1加速后沿横截面为正方形的金属盒中轴线O2O3射入金属盒,O2为金属盒左端面的中心,金属盒由上下两个水平放置、前后两个竖直放置,长为L1、宽为L0的金属薄板组成(它们不相连),金属盒横截面如图2,距盒右端面L2处有一面积足够大并与O2O3相垂直的接收屏,屏中心为O,O1O2O3O在同一水平直线上.屏上所设直角坐标轴的X轴垂直纸面向外.仪器可在盒前、后两面及上、下两面加如图3所示的UXX′-t扫描电压及UYY′-t的正弦交流电压.设电子的质量为m,带电量为e,图中U0、T均为已知量.设所有入射的电子均能到达屏,不计电子所受重力、电子间的相互作用及电子由静止释放到O2的运动时间.在每个电子通过电场的极短时间内,电场可视作恒定的.

(1)如仪器只提供UXX′-t扫描电压,请定性说明t=T/4时刻入射的电子在盒内及离盒后各做什么运动;
(2)如仪器只提供UXX′-t扫描电压,试计算t=T/4时刻入射的电子打在屏上的坐标;
(3)如果在盒内同时具有UXX′-t扫描电压和UYY′-t的正弦交流电压,请在答题卡上提供的坐标图上标出t=T/2至t=3T/2时间段入射的电子打在屏上所留下的痕迹示意图,其中坐标图上每单位长度为
L1(L1+2L2)U08L0U1
[不要求计算过程].

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一种电子仪器叫示波器,可以用来观察电信号随时间变化的情况,示波器的核心部件是示波管,如图甲所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在偏转电极XX'和YY'上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播,打在荧光屏中心,且在屏中心处产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'上不加电压,只在偏转电极YY'上加电压,电子在偏转电极YY'的电场中发生偏转,离开偏转电极YY'后沿直线前进,最终打在荧光屏上形成亮斑,如图乙所示.已知电子从电子枪射出(初速可不计),经电压为U1的加速电场加速后,以垂直于场强的方向沿中轴线进入YY'间的匀强电场,又知偏转电极XX'上无电压;偏转电极YY'上的电压为U2,板间距离为d,极板长为l,偏转电极YY'到荧光屏的距离为L.电子所带电量为e,质量为m.

(1)求电子经过加速后获得的速度v0的大小

(2)求电子刚刚飞出YY'间电场时的侧向偏移量y

(3)求电子打在荧光屏上形成的亮斑与屏幕中心的竖直距离y’

 

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年重庆市高三年级第四次月考理综物理部分 题型:计算题

有一种电子仪器叫示波器,可以用来观察电信号随时间变化的情况,示波器的核心部件是示波管,如图甲所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在偏转电极XX'和YY'上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播,打在荧光屏中心,且在屏中心处产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'上不加电压,只在偏转电极YY'上加电压,电子在偏转电极YY'的电场中发生偏转,离开偏转电极YY'后沿直线前进,最终打在荧光屏上形成亮斑,如图乙所示.已知电子从电子枪射出(初速可不计),经电压为U1的加速电场加速后,以垂直于场强的方向沿中轴线进入YY'间的匀强电场,又知偏转电极XX'上无电压;偏转电极YY'上的电压为U2,板间距离为d,极板长为l,偏转电极YY'到荧光屏的距离为L.电子所带电量为e,质量为m.

(1)求电子经过加速后获得的速度v0的大小

(2)求电子刚刚飞出YY'间电场时的侧向偏移量y

(3)求电子打在荧光屏上形成的亮斑与屏幕中心的竖直距离y’

 

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解