13.如图甲所示.A.B为两块靠得很近的竖直平行金属板.板中央均有小孔.其中A板接地.一束电子以初动能Ek0=120 eV从A板上的小孔O不断沿水平方向射入A.B之间.在B板的右侧.有一对水平放置的平行金属板M.N.其板长L=2×10-2 m.板间距离d=4×10-3 m.两板上加电压U2=20 V.在M.N板的竖直右侧有一范围足够大的匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里.磁感应强度B=6×10-5 T.已知电子的质量m=9×10-31 kg.电荷量e=-1.6×10-19 C.现在A.B两板间加一交变电压.使B板的电势φB随时间按如图乙所示规律变化.则在其变化的第一个周期内: (1)电子哪段时间内可以从B板上的小孔射出? (2)电子在哪段时间内可以从M.N板间射出? (3)从M.N板间射出的电子进入右侧的磁场中运动.然后又从磁场中射出.设每个电子进入磁场的入射点与从磁场中射出的出射点间距离为a.求a的变化范围. 解析:(1)由于A.B板间距离很近.则电子穿过A.B板时间很短.可以不计.故可以认为.每个电子在A.B板间运动时A.B板间电压是不变的.在交变电压的前半个周期内.电子做减速运动.设A.B板间电压为U1时电子恰好到达B板小孔处速度为零.由动能定理得:-eU1=0-Ek0.可得U1=-120 V 由图乙知在0-1 s内有U1=-200t1(V).t1=0.6 s.由电压图象的对称性知另一时刻t2=1.4 s 在电压的下半个周期内.电子做加速运动.均能从B板上小孔射出.故在第一个周期内.电子能从B板上小孔射出的时间段为:0-0.6 s和1.4-4 s. (2)设电子水平射入M.N板间的初速度为v0.电子在M.N板间侧移距离y=()2 要使电子能从M.N板间射出.则应有y≤ 可得mv≥250 eV 由mv=Ek0+eU1′.得U1′=130 V 在下半周期的t1′=2+=2.65(s).t2′=4-=3.35(s)可满足.即电子从M.N板间射出的时间为2.65-3.35 s. (3)电子在M.N板间沿水平方向做匀速运动.设电子从M.N板间射出进入磁场时速度为vt.与水平方向夹角为θ.在磁场中做匀速圆周运动的半径为R.有 Bevt=m cosθ= a=2Rcosθ 得a= 又mv=Ek0+eU1′.由第(2)问知电子能射出M.N板时在电压的下半周期.此时A.B板间电压大小范围为:200 V≥U1′≥130 V 解得:m≥a≥m. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图甲所示,A、B为两块靠得很近的平行金属板,板中央均有小孔.一束电子以初动能Ek = 120eV,从A板上的小孔O不断垂直于板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板的板长L = 2×10-2m,板间距离d = 4×10-3m,两板上所加电压为U2 = 20V.现在在A、B两板上加一个如图乙所示的变化电压U1,在t = 0到t = 2s时间内,A板电势高于B板,则在U1随时间变化的第一个周期内:

⑴ 电子在哪段时间内可以从B板小孔射出?
⑵ 在哪段时间内,电子能从偏转电场右侧飞出?(由于A、B两板距离很近,可以认为电子穿过A、B板间所用时间很短,可以不计电压变化)

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如图甲所示,A、B为两块靠得很近的平行金属板,板中央均有小孔.一束电子以初动能Ek = 120eV,从A板上的小孔O不断垂直于板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板的板长L = 2×10-2m,板间距离d = 4×10-3m,两板上所加电压为U2 = 20V.现在在A、B两板上加一个如图乙所示的变化电压U1,在t = 0到t = 2s时间内,A板电势高于B板,则在U1随时间变化的第一个周期内:

⑴ 电子在哪段时间内可以从B板小孔射出?
⑵ 在哪段时间内,电子能从偏转电场右侧飞出?(由于A、B两板距离很近,可以认为电子穿过A、B板间所用时间很短,可以不计电压变化)

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(1)已知打点计时器接的交流电源频率是f,用它记录一个匀变速直线运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5、6如图1所示(已知相邻两计数点中间有四个点未画出).某同学测量出1与2两点间的距离为S12,5与6两点间的距离为S56,由此可算出小车运动的加速度为a=
S56-S12
100
f2
S56-S12
100
f2


(2)图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径(甲图)与内径(乙图)的图示,由图可知该硬塑环的外径为
6.580
6.580
cm,内径为
5.070
5.070
cm,平均厚度为
0.755
0.755
cm.
(3)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图3所示,采用的实验步骤如下:
a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;
b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;
c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端;
d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;
e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD
①实验中还应测量的物理量是
滑块C、D的质量mC、mD
滑块C、D的质量mC、mD

②根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是
mC
tC
=
mD
tD
mC
tC
=
mD
tD

上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是
块与气轨间仍存在摩擦,气轨未完全水平
块与气轨间仍存在摩擦,气轨未完全水平

③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出计算表达式
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)
2
+
1
2
mD(
L
tD
)
2
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)
2
+
1
2
mD(
L
tD
)
2

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(1)已知打点计时器接的交流电源频率是f,用它记录一个匀变速直线运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5、6如图1所示(已知相邻两计数点中间有四个点未画出).某同学测量出1与2两点间的距离为S12,5与6两点间的距离为S56,由此可算出小车运动的加速度为a=   

(2)图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径(甲图)与内径(乙图)的图示,由图可知该硬塑环的外径为    cm,内径为    cm,平均厚度为    cm.
(3)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图3所示,采用的实验步骤如下:
a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;
b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;
c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端;
d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;
e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD
①实验中还应测量的物理量是   
②根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是   
上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是   
③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出计算表达式   

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(1)如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接,极板M接地.用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两板相距一定距离d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中,保持电容器所带电量Q不变,下面哪些操作将使静电计指针张角变小______.
A.将M板向下平移
B.将M板沿水平向左方向远离N板
C.在M、N之间插入云母板(介电常数ε>1)
D.在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
(2)发光二极管(LED)是一种新型光源,在2010年上海世博会上通过巨大的LED显示屏,为我们提供了一场精美的视觉盛宴.某同学为了探究LED的伏安特性曲线,他实验的实物示意图如图甲所示,其中图中D为发光二极管(LED),R为定值电阻,滑动变阻器R的总阻值很小,电压表视为理想电压表.(数字运算结果保留2位小数)
①请根据图甲的实物图,在图乙中画出该实验的电路图,要求用规范符号表示.
②闭合电键S前,滑动变阻器R的滑动头应置于最______(填“左”或“右”)端.
③实验一:在20℃的室温下,通过调节滑动变阻器,测量得到LED的U1-U2曲线为图丙中的a曲线.已知锂电池的电动势为3.7V,内阻不计,LED的正常工作电流为20mA,定值电阻R的电阻值为10Ω,由曲线可知实验中的LED的额定功率为______W,LED的电阻随着电流的增大而______(填“增大”、“减小”或“不变”).
④实验二:将LED置于80℃的热水中,测量得到LED的U1-U2曲线为图丙中的b曲线.由此可知:温度升高,LED的电阻将______填“增大”、“减小”或“不变”).在实验一中,调节滑动变阻器使LED正常工作,立即将LED置于实验二中80℃的热水中,则此时LED功率为______W.


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