题目内容

【题目】如图a所示灯丝K可以连续逸出不计初速度的电子在KA间经大小为U的加速电压加速后从A板中心小孔射出再从M、N两极板的正中间以平行极板的方向进入偏转电场。M、N两极板长为L间距为。如果在两板间加上如图b所示的电压UMN电子恰能全部射入如图所示的匀强磁场中。不考虑极板边缘的影响电子穿过平行板的时间极短穿越过程可认为板间电压不变磁场垂直纸面向里且范围足够大不考虑电场变化对磁场的影响。已知电子的质量为m电荷量为e不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求:

1偏转电场电压UMN的峰值

2已知在时刻射入偏转电场的电子恰好能返回板间求匀强磁场的磁感应强度B的大小

3从电子进入偏转电场开始到离开磁场的最短时间是多少

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

试题分析:1电子在经过加速电场过程中,根据动能定理可得 (2分)

由题意可知在偏转电压出现峰值时进入的电子恰好沿极板边缘飞出电场

(1分)

(1分)

(1分)

联立上式可得 (1分)

2 设在时刻进入偏转电场的电子离开电场时速度大小为v,v与v0之间夹角为θ,

所以θ=300 (2分)

v0=vcosθ (1分)

电子垂直进入磁场洛伦兹力充当向心力 (2分)

根据几何关系 (1分)

解得

3电子在偏转电场中运动历时相等,设电子在磁场中圆周运动周期为T,经N板边缘飞出的电子在磁场中运动时间最短,在磁场中飞行时间为

联立可得

(2分)

(其它表示方法同样得分)

(结果正确的其它表示方法同样得分)(2分)

练习册系列答案
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【题目】下列说法正确的是__________

A.花粉颗粒在水中做布朗运动,反应了花粉分子在不停的做无规则运动

B.外界对气体做正功,气体的内能不一定增加

C.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距

D.第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律

E.晶体熔化过程中,分子的平均动能保持不变,分子势能增大

【答案】BCE

【解析】A、花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了水分子在不停的做无规则运动,A错误;
B、外界对气体做正功,气体可能同时放热,根据热力学第一定律公式 ,气体的内能不一定增加,所以B选项是正确的;
C、影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是相对湿度,与空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距有关,所以C选项是正确的;
D、第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律,即自发的热现象具有方向性,D错误;
E、晶体熔化过程中,温度不变,故分子的平均动能保持不变,但吸收热量,说明内能增加,故分子势能增大,E正确;

故选BCE

型】填空
束】
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【题目】如图所示,在一端封闭,另一端开口向上的竖直玻璃管,用5cm高的水银柱封闭着45cm长的理想气体,管内外气体的温度均为300K,大气压强p0=76cmHg;

(i)若缓慢对玻璃管加热,当管中气体的温度上升60K时水银柱上表面与管口刚好相平,求玻璃管的总长度;

(ii)若保持管内温度始终为300K,现将水银缓慢注入管中,知道水银柱上表面与管口相平,求此时玻璃管内水银柱的总长度。

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