题目内容
如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间
的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。求:
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(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离。
解析:(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,根据动能定理得:
e U1=
………(2分) 解得:
………(2分)
(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向作匀速直线运动,沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场运动的时间为t1,电子的加速度为a,离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1,根据牛顿第二定律和运动学公式得:
F=eE, E=
, F=ma, a =
……(3分)
t1=
, y1=
,解得: y1=
……(3分)
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(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy,根据运动学公式得:vy=at1=
(2分)
电子离开偏转电场后作匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如图所示
t2=
, y2= vyt2 解得:y2=
……………………(2分)
P到O点的距离为 y=y1+y2=
……………………(2分)
在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧串在一起如右上图连接起来进行探究,上部为弹簧Ⅰ下部为弹簧Ⅱ。
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①某次测量如右放大图所示(刻度尺最小分度为毫米),指针示数为___________cm。
②在弹性限度内,将每个50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如下表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_________N/m, 弹簧Ⅱ的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2,结果保留三位有效数字)。
| 钩码数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| LA/cm | 15.71 | 17.71 | 19.71 | 21.71 |
| LB/cm | 29.96 | 34.96 | 39.96 | 44.96 |