【题目】如图所示,从电子枪射出的电子束(初速度不计)经电压U1=2000V加速后,从一对金属板Y和Y′正中间平行金属板射入,电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点.若现在用一输出电压为U2=160V的稳压电源与金属板YY′连接,在YY′间产生匀强电场,使得电子束发生偏转.若取电子质量为9×10﹣31kg,YY′两板间距d=2.4cm,板长l=6.0cm,板的末端到荧光屏的距离L=12cm.整个装置处于真空中,不考虑重力的影响,试回答以下问题:
(1)电子束射入金属板YY′时速度为多大?
(2)加上电压U2后电子束打到荧光屏上的位置到O点的距离为多少?
(3)如果两金属板YY′间的距离d可以随意调节(保证电子束仍从两板正中间射入),其他条件都不变,试求电子束打到荧光屏上的位置到O点距离的取值范围.
【答案】(1)2.67×107m/s;(2)15mm;(3)0~30mm.
【解析】
试题分析:(1)根据动能定理,设电子在加速电极作用下获得速度为v0,
有,
解得:…①
代入数据解得: ;
(2)电子穿过偏转电极过程中,在沿初速度方向做匀速直线运动有l=v0t…②
在沿电场方向受力为F=Eq…③
根据匀强电场性质U2=Ed…④
根据牛顿第二定律F=ma…⑤
根据匀变速直线运动规律,在出偏转电场时其在电场方向位移为[来…⑥
根据①﹣⑥式可推得:…⑦
此时在电场方向上的分速度为:vy=at…⑧
出电场后电子做直线运动最终打在荧光屏上,距离O点的距离设为y,根据几何关系及①⑦⑧可得
…⑨
将数据代入⑦式可得y=3mm<,所以此时电子可以射出偏转电场
于是将数据代入⑨式可得y′=15mm
(3)d越小则偏转电场越强,电子的偏转也越厉害,但是同时两板间距缩小电子更容易打在极板上,
所以电子的偏转应有最大值,且临界条件为电子刚好擦YY极板而出.即:…⑩
联立⑦式代入数据可解得此时:y=6mm,
继续代入⑨式可得此时:y′=30mm,
所以电子束打到荧光屏上的位置到O点距离的取值范围为0~30mm;
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【题目】如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V 0.4W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则( )
A.电源的内阻为1Ω B.电动机的内阻为2Ω
C.电动机正常工作的电压为1 V D.电源的效率为80%
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【题目】如图所示,位于坐标原点的波源振动1.5 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图,已知波源在t=0时开始沿y轴负方向振动,t=1.5 s时它正好第二次到达波谷,问:
①何时x=5.4 m的质点第一次到达波峰?
②从t=0开始至x=5.4 m的质点第一次到达波峰这段时间内,波源通过的路程是多少?
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【题目】如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m、带电量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是
A. 若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流
B. 若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有a→b的电流
C. 若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有b→a的电流
D. 若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中有b→a的电流
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【题目】在不需要考虑物体本身的大小和形状时,可以把物体简化为一个有质量的点,即质点。物理学中,把这种在原型的基础上,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立起来的客体称为( )
A. 理想模型 B. 等效代替 C. 控制变量 D. 科学假说
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【题目】在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测定.近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g值归于测长度和时间,以稳定的氦氖激光的波长为长度标准,用光学干涉的方法测距离,以铷原子钟或其他手段测时间,此方法能将g值测得很准.具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中的O点向上抛小球,从抛出小球至小球又落回抛出点的时间为T2;小球在运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1.由T1、T2和H的值可求得g等于( )
A. B.
C. D.
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【题目】如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数k=200N/m。(g均取10m/s2)求:
(1)求两次弹簧的弹力分别为多大?
(2)求物体所受的最大静摩擦力为多大?
(3)求物体与水平地面间的动摩擦因素
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【题目】如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角(
),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )
A.运动的平均速度大小为
B.下滑位移大小为
C.产生的焦耳热为
D.受到的最大安培力大小为
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