Question

（20分）如图1所示，为利用光敏电阻检测传送带上物品分布从而了解生产线运行是否运行正常的仪器。期中A是发光仪器，B是一端留有小孔用绝缘材料封装的光敏电阻。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值为R₁＝50Ω；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值为R₂＝150Ω。固定电阻R₃＝45Ω。C为平行板电容器，虚线与两极板间距相等，极板长L₁＝8.0×10^－2m，两极板的间距d＝1.0×10^－2m。D为屏，与极板垂直，D到极板的距离L₂=0.16m，屏上贴有用特殊材料做成的记录纸，当电子打在记录纸上时会留下黑点，工作时屏沿着图示方向匀速运动。有一细电阻束沿图中虚线以速度v₀＝8.0×10⁶m/s连续不断地射入电容C，v₀延长线与屏交点为O。图2为一段记录纸。
已知电子电量e＝1.6×10^－19C，电子质量m＝9×10^－31kg。忽略细光束的宽度、电容器的充电放点时间及电子所受的重力。求：电源的电动势E和内阻r。

Answer 1

E="10V      " r=5

（20分）当没有物品挡光时，设电容器两端为U₁，此时电子在屏上的偏转Y₁=0.02米，
电子在平行板间运动时：加速度a=       1……………………1分
L₁=v₀t₁       2  ………………………… 1分
侧移量y₁=  3………………………… 1分
由123得    y₁=    4 …………………………  1分
电子射出平行板后做匀速直线运动
v_y =at₁        5         …………………………1分
tan= v_y/v₀=6…………………………  1分
所以Y₁= y₁+L₂ tan      7      2分
解467得U₁="4.5V  " …………………………                 1分
同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压为U₂="2.25V           " 5分
在闭合电路中，U₁=        …………………………  2分
U₂=           …………………………2分
解之得      E="10V      " r=5  …………………………        2分