题目内容
【题目】电子在示波管中经加速和偏转最终打在荧光屏上,其基本原理可简化为图1,大量电子由静止开始,经电压为U0的加速电场加速后,沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间.当偏转电极的两板均不带电时,电子通过两板之间的时间为3t0;当在两板间加如图2所示的周期为2t0,幅值恒为U0的周期性电压时,t=0时刻进入的电子恰好从极板右侧边缘射出电场.已知电子质量为m、电量为e,不计电子的重力.
求:(1)平行板的长度L
(2)两极板间的距离d
(3)t=0和t=t0时刻进入的电子在刚穿出偏转电极两板时的动能之比
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)电子进入偏转场的速度
解得: 。进入偏转场,不加电压时,电子通过两板之间的时间为3t0,所以平行板的长度
(2) 当两板间有电场时电子竖直方向做匀加速直线运动,两板间没有电场时做匀速直线运动,以电场力的方向为y轴正方向,画出电子在t=0时进入电场后沿电场力方向的速度vy随时间t变化的vy-t图象如图。
设两平行板之间的距离为d,图中,电子竖直方向分速度:
由图可得电子的最大侧向位移为:
而,所以。
(3) t=t0时刻进入的电子侧向位移为:
因此
电子经电压U0加速,由动能定理得
所以
答:(1)(2)(3)
【题目】某同学设计了一个既可以测电阻又可以测电源电动势与内阻的实验电路,如图甲所示,实验室提供了以下实验器材:
电源E(电动势约为6V,内阻约为1Ω);
定值电阻R0(阻值约为5Ω);
电流表A(量程30mA,内阻约为5Ω);
电流表B(量程1A,内阻约为1Ω);
电压表C(量程6V,内阻约为5kΩ);
电压表D(量程3V,内阻约为3kΩ);
滑动变阻器F(阻值0~20Ω);
滑动变阻器G(阻值0~500Ω)
根据题中所给信息,请回答以下问题
(1)电流表应选________,滑动变阻器应选________;(选填器材代号)
(2)该同学操作正确无误,用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,其数据如下表所示:
I(A) | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 | 0.50 | 0.55 |
U1(V) | 5.68 | 5.61 | 5.57 | 5.51 | 5.48 | 5.40 |
U2(V) | 1.44 | 1.69 | 1.91 | 2.16 | 2.39 | 2.62 |
根据表中数据求得定值电阻R0=________Ω(保留一位小数),其测量值________真实值(选填“>”、“<”或“=”);该同学同时利用上表测得的数据求得电动势和内阻,由误差分析可知,电动势的测量值________电动势的真实值(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)该同学进一步利用了一个辅助电源E′,采用如图乙所示电路测量电源的电动势,测量过程中,调节R后再调节R1,使电流表A1的示数为0,测得多组数据。这样,电源的电动势的测量值________电源电动势的真实值(选填“>”、“<”或“=”)。