题目内容
如图所示,C、D为平行正对的两金属板,在D板右方一边长为l=6.0 cm的正方形区域内存在匀强磁场,该区域恰好在一对平行且正对的金属板M、N之间,M、N两板均接地,距板的右端L=12.0 cm处放置一观察屏.在C、D两板间加上如图乙所示的交变电压,并从C板O处以每秒1 000个的频率均匀的源源不断地释放出电子,所有电子的初动能均为Ek0=120 eV,初速度方向均沿OO′直线,通过电场的电子从M、N的正中间垂直射入磁场.已知电子的质量为m=9.0×10-31 kg,磁感应强度为B=6.0×10-4 T.问:
(1) 电子从D板上小孔O′点射出时,速度的最大值是多大?
(2) 电子到达观察屏(观察屏足够大)上的范围有多大?
(3) 在uCD变化的一个周期内,有多少个电子能到达观察屏?![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359271794951.jpg)
(1) 电子从D板上小孔O′点射出时,速度的最大值是多大?
(2) 电子到达观察屏(观察屏足够大)上的范围有多大?
(3) 在uCD变化的一个周期内,有多少个电子能到达观察屏?
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359271794951.jpg)
(1)
(2) ![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135927741863.png)
(3)1400
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(3)1400
(16分)(1)
时,粒子获得最大速度
(1分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082413592789710415.png)
由动能定理
(2分)
得
(1分)
(2) 最大半径
(1分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135928131916.png)
(2分)
最小半径应满足
(1分)
∴![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359282871267.png)
(2分)
∴
(1分)
(3)
(1分)
(2分)
∴
(1分)
∴
(1分)
本题考查的是带电粒子在磁场中运动与力学综合的问题,利用动能定理得到粒子的最大速度,利用粒子在磁场中运动的相关公式求出电子的范围,并求出电子个数;
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135927787640.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135927834421.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082413592789710415.png)
由动能定理
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359279591026.png)
得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135927678981.png)
(2) 最大半径
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359280531025.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135928131916.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359281931251.png)
最小半径应满足
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135928240928.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359282871267.png)
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∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135927741863.png)
(3)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135928521829.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359287231103.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824135928786669.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241359288331203.png)
本题考查的是带电粒子在磁场中运动与力学综合的问题,利用动能定理得到粒子的最大速度,利用粒子在磁场中运动的相关公式求出电子的范围,并求出电子个数;
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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