题目内容

【题目】归纳式探究﹣﹣﹣研究电子在电场中的偏转:

如图,给两块等大、正对、靠近的平行金属加上电压,两板之间就有了电场。若将电子沿着平行于两板的中线方向入射到电场中,电子就会发生偏转。若两板间距为d,板长为L,所加的电压为U,电子入射初速度为v0,离开电场时偏移的距离为y,则经研究得到如下数据:

次数

d/m

L/m

U/V

v0/(ms﹣1

y/m

1

4×10﹣2

0.2

40

1×107

3.6×10﹣2

2

8×10﹣2

0.2

40

1×107

1.8×10﹣2

3

4×10﹣2

0.1

40

1×107

0.9×10﹣2

4

8×10﹣2

0.2

160

1×107

7.2×10﹣2

5

8×10﹣2

0.2

240

2×107

2.7×10﹣2

(1)y=k_____,其中k=_____(填上数值和单位).将数据表格形式变成公式形式,运用了_____法。

(2)相同情况下,电子的入射速度越大,偏移距离越_____。它们间的关系可以用图象2中的图线_____表示。

(3)现有两块平行相对的长度为5cm,间距为1cm的金属板,为了让初始速度为3×107m/s的电子从一端沿两板间中线方向入射后,刚好能从另一端的金属板边缘处射出,需要加_____V的电压。

【答案】 9×1010m2/Vs2 等价变换 b 200

【解析】

1)掌握控制变量法的应用,利用控制变量法分析表格中数据,分别得出ydLUv0之间的关系,最后总结出y的公式,将表格中数据变成另一种形式表现出来,叫做等价变换;

2)根据公式进行分析,在其他条件相同时,分析yv0的关系,然后确定图象;

3)根据公式,将已知条件代入,计算出U的值.

(1)由表格中数据12,LUv0相同,d增大为原来的2倍,y减小为原来的二分之一,可知其它条件相同,yd成反比;由13,dUv0相同,L减小为原来的二分之一,y减小为原来的4分之一,可知其它条件相同,yL的二次方成正比;由24,dLv0相同,电压增大为原来的4倍,y也增大为原来的4倍,可知其它条件相同,yU成正比;总结可得y与电压成正比、与L的二次方成正比、与d成反比、与v0的二次方成反比,设比例系数为k,yk将表格中第一组数据代入公式:3.6×102mk×

解得k9×1010m2/(Vs2);将数据表格形式变成公式形式,运用了等价变换;

(2)由公式yk知,其它条件相同,电子的入射速度越大,偏移距离越小,ac图线均不符合题意,yv0的关系可用图2中图线b来表示;

(3)电子刚好能从另一端的金属板边缘处射出,yd×1×102m5×103m;根据公式yk得,U200V.

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