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如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000伏的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入.A、B板长l=0.20米,相距d=0.020米,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示.设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场.在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的.两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离b=0.15米,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=0.20秒,筒的周长s=0.20米,筒能接收到通过A、B板的全部电子.

(1)以t=0时(见图2,此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点,并取y轴竖直向上.试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标.(不计重力作用)

(2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线.

图1

图2                               图3

解:(1)计算电子打到记录纸上的最高点的坐标

设v0为电子沿A、B板的中心线射入电场时的初速度,则

                                                      ①

电子在中心线方向的运动为匀速运动,设电子穿过A、B板的时间为t0,则

                                                                                                ②

图(1)

电子在垂直A、B板方向的运动为匀加速直线运动.对于恰能穿过A、B板的电子,在它通过时加在两板间的电压uc应满足

                                                ③

联立①、②、③式解得

伏

此电子从A、B板射出时沿y方向的分速度为

                                                     ④

此后,此电子作匀速直线运动,它打在记录纸上的点最高,设纵坐标为y,由图(1)可得

                                                    ⑤

由以上各式解

厘米                                     ⑥

从题给的u-t图线可知,加于两板电压u的周期T0=0.10秒,u的最大值um=100伏,因为uC<um,在一个周期T0内,只有开始的一段时间间隔△t内有电子通过A、B板

                                                      ⑦

因为电子打在记录纸上的最高点不止一个,根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定,第一个最高点的x坐标为

厘米                                              ⑧

第二个最高点的x坐标为

厘米                              ⑨

第三个最高点的x坐标为

厘米

由于记录筒的周长为20厘米,所以第三个最高点已与第一个最高点重合,即电子打到记录纸上的最高点只有两个,它们的x坐标分别由⑧和⑨表示

(2)电子打到记录纸上所形成的图线,如图(2)所示.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2007?海南)模块3-3试题
(1)有以下说法:
A.气体的温度越高,分子的平均动能越大
B.即使气体的温度很高,仍有一些分子的运动速度是非常小的
C.对物体做功不可能使物体的温度升高
D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计,则气体的内能只与温度有关
E.一由不导热的器壁做成的容器,被不导热的隔板分成甲、乙两室.甲室中装有一定质量的温度为T的气体,乙室为真空,如图1所示.提起隔板,让甲室中的气体进入乙室,若甲室中气体的内能只与温度有关,则提起隔板后当气体重新达到平衡时,其温度仍为T
F.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的.
G.对于一定量的气体,当其温度降低时,速度大的分子数目减少,速率小的分子数目增加
H.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
其中正确的是
ABEG
ABEG
.
(2)如图2,在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的,各部分的横截面积分别为2S、
12
S
和S.已知大气压强为po,温度为To.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连,把温度为To的空气密封在两活塞之间,此时两活塞的位置如图所示.现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上长升到T.若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,此时两活塞之间气体的压强可能为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:022

如图1所示, 真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后, 由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入.A、B板长L=0.20m,相距d=0.020   m,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u—t图线如图2所示. 设A、B间的电场   可看作是均匀的, 且两板外无电场. 在每个电子通过电场区域的极短时间内, 电   场可视作恒定的. 两板右侧放一记录圆筒, 筒的左侧边缘与极板右端距离b=0.1   5m, 筒绕其竖直轴匀速运动, 周期T=0.20s, 筒的周长s=0.20m, 筒能接收到通   过A、B板的全部电子.

以t=0时(见图2, 此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点, 并取y轴竖直向上. 试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标.(不计重力作用),y=___cm; x1=____cm,x2=____cm.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(20分)示波器的核心部分为示波管,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L ,相距为d ,在两板间加上如图21乙所示的正弦交变电压,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,电场可看作恒定的。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-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 , 不计电子重力)。求:

(1)电子进入A、B板时的初速度;要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?

  (2)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: 题型:

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U0=8kV的加速电场后,形成电流强度I=2mA的细电子束,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线连续地射入, 金属板极板长度L=10.0×10-2m,极板间距d=5.0×10-3m。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垂直的范围很大的荧光屏,若在A、B两板间加上如图乙所示的周期性变化电压,不计两板间电子的相互作用力、忽略偏转极板的边缘效应,在电子通过极板的极短时间内电场视为恒定的.电子电荷量e=1.6×10-19C 质量m =9.1×10-31kg  试求在一段时间t=1min内打到荧光屏上的电子数是多少?

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