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.
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图1
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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
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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.
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解
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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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