用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应,其中电子束焊接是发展最快、应用最广泛的一种电子束加工技术。电子束加工的特点是功率大,能在瞬间将能量传给工件,而且电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节,实现计算机控制。图甲是电子束加工工件的示意图,电子枪产生热电子后被高压电源加速,经聚焦系统会聚成很细的电子束,打在工件上产生高压力和强能量,对工件进行加工。图乙是电子加速系统,K是与金属板M距离很近的灯丝,电源E1给K加热可以产生初速度不计的热电子,N为金属网,M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上,M、N之间的电场近似为匀强电场,系统放置在真空环境中,通过控制系统排走工件上的多余电子,保证N与工件之间无电压,正常工作时,若单位时间内从K发出的电子数为n,经M、N之间的电场加速后大多数电子从金属网的小孔射出,少部分电子打到金属网丝上被吸收,从而形成回路电流,电流表的示数稳定为I。已知电子的质量为m、电量为e,不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。
(1)求单位时间内被金属网N吸收的电子数;
(2)若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能,试证明其发热功率P=IU;
(3) a.电子在聚焦时运动方向改变很小,可认为垂直打到工件上时的速度与从N中射出时的速度相同,并假设电子打在工件上被工件全部吸收不反弹。求电子束打到工件表面时对工件的作用力大小;并说明为增大这个作用力,可采取的合理可行的措施(至少说出两种方法);
b.已知MN两板间的距离为d,设在两板之间与M相距x到 的空间内(足够小)电子数为,求与x的关系式。
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用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应,其中电子束焊接是发展最快、应用最广泛的一种电子束加工技术。电子束加工的特点是功率大,能在瞬间将能量传给工件,而且电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节,实现计算机控制。图甲是电子束加工工件的示意图,电子枪产生热电子后被高压电源加速,经聚焦系统会聚成很细的电子束,打在工件上产生高压力和强能量,对工件进行加工。图乙是电子加速系统,K是与金属板M距离很近的灯丝,电源E1给K加热可以产生初速度不计的热电子,N为金属网,M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上,M、N之间的电场近似为匀强电场,系统放置在真空环境中,通过控制系统排走工件上的多余电子,保证N与工件之间无电压,正常工作时,若单位时间内从K发出的电子数为n,经M、N之间的电场加速后大多数电子从金属网的小孔射出,少部分电子打到金属网丝上被吸收,从而形成回路电流,电流表的示数稳定为I。已知电子的质量为m、电量为e,不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。
(1)求单位时间内被金属网N吸收的电子数;
(2)若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能,试证明其发热功率P=IU;
(3) a.电子在聚焦时运动方向改变很小,可认为垂直打到工件上时的速度与从N中射出时的速度相同,并假设电子打在工件上被工件全部吸收不反弹。求电子束打到工件表面时对工件的作用力大小;并说明为增大这个作用力,可采取的合理可行的措施(至少说出两种方法);
b.已知MN两板间的距离为d,设在两板之间与M相距x到 的空间内(足够小)电子数为,求与x的关系式。
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用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应,其中电子束焊接是发展最快、应用最广泛的一种电子束加工技术。电子束加工的特点是功率大,能在瞬间将能量传给工件,而且电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节,实现计算机控制。图甲是电子束加工工件的示意图,电子枪产生热电子后被高压电源加速,经聚焦系统会聚成很细的电子束,打在工件上产生高压力和强能量,对工件进行加工。图乙是电子加速系统,K是与金属板M距离很近的灯丝,电源E1给K加热可以产生初速度不计的热电子,N为金属网,M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上,M、N之间的电场近似为匀强电场,系统放置在真空环境中,通过控制系统排走工件上的多余电子,保证N与工件之间无电压,正常工作时,若单位时间内从K发出的电子数为n,经M、N之间的电场加速后大多数电子从金属网的小孔射出,少部分电子打到金属网丝上被吸收,从而形成回路电流,电流表的示数稳定为I。已知电子的质量为m、电量为e,不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。
(1)求单位时间内被金属网N吸收的电子数;
(2)若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能,试证明其发热功率P=IU;
(3) a.电子在聚焦时运动方向改变很小,可认为垂直打到工件上时的速度与从N中射出时的速度相同,并假设电子打在工件上被工件全部吸收不反弹。求电子束打到工件表面时对工件的作用力大小;并说明为增大这个作用力,可采取的合理可行的措施(至少说出两种方法);
b.已知MN两板间的距离为d,设在两板之间与M相距x到 的空间内(足够小)电子数为,求与x的关系式。
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用电子加速器能产生高能电子束,电子束焊接是一种应用电子束的加工技术。图甲是电子束加工工件的示意图,电子枪产生热电子后被高压电源加速,经聚焦系统会聚成很细的电子束,打在工件上产生高压力和强能量,对工件进行加工。图乙是电子加速系统,K是与金属板M距离很近的灯丝,电源E1给K加热可以产生初速度不计的热电子,N为金属网,M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上,M,N之间的电场近似为匀强电场。系统放置在真空环境中,通过控制系统排走工件上的多余电子,保证N与工件之间无电压。正常工作时,若单位时间内从K发出的电子数为n,经M、N之间的电场加速后大多数电子从金属网N的小孔射出,少数电子打到金属网丝上被吸收,从而形成回路电流,电流表的示数稳定为I,。已知电子的质量为m、电量为e,不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。
(1)求单位时间内被放金属网N吸收的电子数n
(2)若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能,试证明其发热功率P=IU
(3)a.电子在聚焦时运动方向改变很小,可认为垂直打到工件上时的速度与从N中射出时的速度相同,并假设电子打在工件上被工件全都吸收不反弹,求电子束打到工件表面时对工件的作用力大小;并说明为增大这个作用力,可采取的合理可行的措施(至少说出二种方法)
b.已如MN两板间的距离为d,设在两板之间与M相距x到x+△x的空间内(△x足够小)电子数为△N,求与x的关系式。
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扫描电子显微镜在研究微观世界里有广泛的应用,通过磁聚焦之后的高能电子轰击物质表面,被撞击的样品会产生各种电磁辐射,通过分析这些电磁波就能获取被测样品的各种信息。早期这种仪器其核心部件如图甲所示。其原理如下:电子枪发出的电子束,进入磁场聚焦室(如图甲),聚焦磁场由通电直导线产生,磁场通过“释放磁场的细缝”释放而出,通过控制“释放磁场细缝”的宽度、磁场的强弱和方向使电子进行偏转,让聚焦之后的电子集中打在样品上。
(1)要使射入聚焦室的电子发生图乙的偏转,请说明图甲中左侧和右侧通电直导线的电流方向(只要回答“向上”或者“向下”);
(2)图乙为聚焦磁场的剖面图,要产生图示的聚焦效果,请说明该平面中磁场的分布情况:
(3)研究人员往往要估测聚焦磁场区域中各处磁感应强度大小,为了研究方便假设电子运动经过的磁场为匀强磁场,若其中一个电子从A点射入(如图丙所示),从A点正下方的A′点射出,入射方向与OA的夹角等于出射方向与O′A′的夹角,电子最终射向放置样品的M点,求该磁感应强度的大小?已知OA=O′A′=d,AA′=L,O′M=h,电子速度大小为v,质量为m,电量为e.
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以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是
A. 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B. 若使放射性物质所在处的压强升高,其半衰期将减小
C. 原子核式结构模型是由汤姆孙在ɑ粒子散射实验基础上提出的
D. 太阳内部发生的核反应是热核反应
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以下有关近代物理内容的叙述正确的是
A. 光电效应现象证明了光具有波动性
B. 光电效应产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. 根据玻尔理论氢原子由高能级跃迁到低能级时释放核能
D. 比结合能小的原子核反应生成比结合能大的原子核时释放核能
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下列关于物理现象的叙述,正确的是
A.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时,发生全反射而产生的。
B.在光电效应中产生的光电子是金属表面的原子受激发后由高能级向低能级跃迁而产生的。
C.交变电流能够通过电容器,是由于电容器接到交流电源上时自由电荷通过电容器两极板间的绝缘介质而形成的。
D.热力学第二定律可表述为不可能从单一热源吸收热量并把它全产用来做功,而不引起其他变化。
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下列关于物理现象的叙述,正确的是
A.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时,发生全反射而产生的
B.在光电效应中产生的光电子是金属表面的原子受激发后由高能级向低能级跃迁而产生的
C.交变电流能够通过电容器,是由于电容器接到交流电源上时自由电荷通过电容器两极板间的绝缘介质而形成的
D.热力学第二定律可表述为不可能从单一热源吸收热量并把它全产用来做功,而不引起其他变化
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用绿光照射一光电管,能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,就要( )
A.改用红光照射 B.增大绿光强度
C.增大光电管的加速电压 D.改用紫光照射
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