题目内容

【题目】炽热的金属丝可以发射电子,在炽热的金属丝和竖直金属板间加电压U1,从炽热的金属丝发射出的电子在真空中被加速后,从金属板的小孔穿出,再从水平放置的两平行金属极板的中间水平射入两板间的匀强电场中,如图所示,电子恰能沿一板的边缘飞出,且飞出时速度方向与水平方向成600角,不计电子重力,电子离开金属丝的初速度可视为零。

(1)若电子的质量为m,电量为e,求电子穿出金属板小孔时的速度大小;

(2)求加在水平两极板间的电压。

【答案】(1) (2)6U1

【解析】(1)设电子的质量为m,电量为e,从竖直放置的金属板的小孔穿出的速度大小为v1,从水平放置的平行金属板边沿射出的速度大小为v,电子的在竖直的极板间加速,由动能定理有:eU1=mv12
解得

(2)电子在水平板间运动,由动能定理有: ,
电子飞出水平板时,由平行四边形定则有v1=vcos600,即v=2v1,
由以上各式可得,U=6U1;

练习册系列答案
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【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,当气垫导轨左侧工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线.

(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是
A.滑块P机械能守恒
B.钩码Q机械能守恒
C.在实验误差允许的范围内,滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒
D.以上三种说法都正确
(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1△t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(3)滑块P用跨过气垫导轨左端的定滑轮的细线与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、AB间距为L、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式 , 则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.

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