从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1 =10cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有记录纸的圆筒。整个装置放在真空内,电子发射的初速度不计(图①)。若在两金属板上加以U2=1000cos2πtV的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2转/秒匀速转动,确定电子在记录纸上的轨迹形状并画出1s内所记录到的图形。
高三物理解答题困难题
(18分)从阴极K发射的电子经电势差U0=4500V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm,间距d=4cm的平行金属板AB之后,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm的带有记录纸的圆筒(如图所示),整个装置放在真空内,电子发射的初速度不计。已知电子质量m=0.9×10-30 kg,电子电量e=1.6×10-19C,不考虑相对论效应。
(1)若在两金属板上加上U1=1000V的直流电压(A>B),为使电子沿入射方向做匀速直线运动,应加怎样的磁场?
(2)若在两金属板上加上U2=1000cos2πt(V)的交流电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以=4πrad/s的角速度匀速转动,确定电子在记录纸上的偏转位移随时间变化的关系式并定性画出1s钟内所记录的图形。(电子穿过AB的时间很短,可认为这段时间内板间电压不变)
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从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1 =10cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有记录纸的圆筒。整个装置放在真空内,电子发射的初速度不计(图①)。若在两金属板上加以U2=1000cos2πtV的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2转/秒匀速转动,确定电子在记录纸上的轨迹形状并画出1s内所记录到的图形。
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如图所示,从阴极k发射的电子经电势差为U0=4500v的电场加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10 cm.间距d=4 cm的平行金属板A,B,在距金属板右边缘L2=25 cm处建立一直线坐标系Oy,O与A.B板的中心线处在同一水平直线上,整个装置放在真空室内,电子发射的初速度不计。已知电子的质量,m=0.9xl0-30kg,电子的电荷量e=1.6xl0-19C,不计电子间的相互作用力及其所受重力。若在两个金属板间加上uAB =500cos 2πt(V)的交流电压,每个电子穿过极板的时间极短,可认为电子穿越期间极板间的电压不变,不考虑电自运动的相对论效应。求:
(1)电子经过坐标系的位置坐标范围;
(2)若在直线坐标系的右侧加上范围足够大的垂直纸面向外的匀强磁场B,B=4.5×10-3T,求出电子第二次经过直线坐标系的位置坐标范围。
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如图所示,从阴极k发射的电子经电势差为U0=4500v的电场加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10 cm.间距d=4 cm的平行金属板A,B,在距金属板右边缘L2=25 cm处建立一直线坐标系Oy,O与A.B板的中心线处在同一水平直线上,整个装置放在真空室内,电子发射的初速度不计。已知电子的质量,m=0.9xl0-30kg,电子的电荷量e=1.6xl0-19C,不计电子间的相互作用力及其所受重力。若在两个金属板间加上uAB =500cos 2πt(V)的交流电压,每个电子穿过极板的时间极短,可认为电子穿越期间极板间的电压不变,不考虑电自运动的相对论效应。求:
(1)电子经过坐标系的位置坐标范围;
(2)若在直线坐标系的右侧加上范围足够大的垂直纸面向外的匀强磁场B,B=4.5×10-3T,求出电子第二次经过直线坐标系的位置坐标范围。
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如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长l =10cm,板间距离d =10cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)
求:
(1)在t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处;
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
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如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长和板间距离为L=10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10 cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求:
(1)在t=0.06 s时刻,电子打在荧光屏上的何处;
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
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如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长和板间距离为L=10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10 cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求:
(1)在t=0.06 s时刻,电子打在荧光屏上的何处;
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
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如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于版面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电场可看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy;
(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知,,,,。
(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。
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如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于版面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电场可看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy;
(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知,,,,。
(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。
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