题目内容
5.(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压;
(2)若偏转电压为720V,则电子射出偏转电场时的竖直方向的位移为多少?
(3)为使带电粒子能射中荧光屏所有的位置,两板间所加的电压的取值范围.
分析 (1)电子在加速电场中,电场力做功为W=eU1,根据动能定理列式求加速电场的电压;
(2)电子在电场中沿电场中做自由落体运动,利用运动学公式求的偏转量
(3)电子恰好能打在荧光屏的上边缘,偏转电压最大.由几何知识求出电子在电场中的偏转位移y,再根据牛顿第二定律和运动学公式推导出y与偏转电压的关系,即可求出偏转电压的范围
解答 解:(1)设加 电场的电压为U1,由动能定理得:
eU1=$\frac{1}{2}$mv02-0 ①
解得 U1=$\frac{{mv}_{0}^{2}}{2e}$=4.5×103V.
(2)电子射出偏转电场时的竖直方向的位移为:
y=$\frac{1}{2}•\frac{qU}{md}(\frac{l}{{v}_{0}})^{2}=\frac{1}{2}×\frac{1.6×1{0}^{-19}×720}{9×1{0}^{-31}×0.02}×(\frac{0.1}{4×1{0}^{7}})^{2}$m=0.02m
(3)设所加电压为U2时,电子恰好能打在荧光屏的上边缘,电子的轨迹如图所示,则由类平抛运动规律及几何知识可得:
tanθ=$\frac{\frac{D}{2}}{L+\frac{l}{2}}$=$\frac{D}{2L+l}$
U2=$\frac{Ddm{v}_{0}^{2}}{el(2L+l)}$
代入数据得:U2=360V
同理要使电子能打在荧光屏下边缘应加反向电压为-360V
所以两板间所加电压范围为:-360V≤U2≤360V
答:(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压为4.5×103V;
(2)若偏转电压为720V,则电子射出偏转电场时的竖直方向的位移为0.02m
(3)为使带电粒子能射中荧光屏所有的位置,两板间所加的电压的取值范围:-364V≤U2≤364V
点评 本题是带电粒子在组合场中运动的类型,根据动能定理研究加速过程,运用分解的方法研究类平抛运动,这些常规方法要熟悉
| A. | 棒的重心位置在D点 | |
| B. | 棒的右端B比左端A粗 | |
| C. | AB两端细绳对A、B拉力的合力竖直向上 | |
| D. | O点对细绳的拉力沿DO方向斜向上 |
| A. | 物体A受三个弹力作用 | B. | 物体A受两个弹力作用 | ||
| C. | 物体B受两个弹力作用 | D. | 物体A和物体B均只受一个弹力作用 |
| A. | 货物具有相对传送带向上的运动趋势 | |
| B. | 货物具有相对传送带向下的运动趋势 | |
| C. | 货物受传送带的摩擦力沿传送带向上 | |
| D. | 传送带没有给货物摩擦力作用 |
| A. | R1>R2 | |
| B. | R2接在电源上时,电源的效率高 | |
| C. | R2接在电源上时,电源的输出功率大 | |
| D. | 电源的输出功率一样大 |
| A. | 冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律 | |
| B. | 冰壶在冰面上做运动状态不变的运动 | |
| C. | 冰壶在冰面上的运动说明冰壶在运动过程中惯性慢慢减小 | |
| D. | 冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的 |