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真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小...

真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子初速不计经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板MN的中心轴线OO射入。MN板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P足够大的距离为S。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板MN间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T。已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力。

(1)求加速电场的电压U1;

(2)欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,乙中电压U2的范围;

(3)证明在(2)问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无关。

 

(1)(2)(3)见解析; 【解析】 试题分析:(1)由动能定理可知: 解得电压 (2)t=0时刻进入偏转电场的电子,先做类平抛运动,后座匀速直线运动,射出电场时沿垂直于版面方向偏移的距离y最大 y2=2y1 可得: (3)对满足(2)问条件下任意确定的U2,不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的速度均为 电子速度偏转角的正切值均为 电子射出偏转电场时的偏转角度均相同,即速度方向相同 不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的侧移距离可能不同,侧移距离的最大值与最小值之差, △y与U2有关。因电子射出时速度方向相同,所以在屏上形成亮线的长度等于△y,可知,屏上形成亮线的长度与P到极板M、N右边缘的距离S无关。 考点:带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题;解题的关键是通过分析粒子的受力情况来分析物体的运动特征,结合类平抛运动的规律及几何关系列出方程求解;此题意在考查学生综合分析的能力.  
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考点分析:
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如图所示,内壁光滑、内径很小的1/4圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径为02m,在圆心O处固定一个电荷量为-10×10-9C的点电荷。质量为006kg、略小于圆管截面的带电小球,从与O点等高的A点沿圆管内由静止运动到最低点B ,到达B点小球刚好与圆弧没有作用力,然后从B点进入板距d= 008m的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动,且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V,内阻为1Ω,定值电阻R的阻值为6Ω,电动机的内阻为0取g=10m/s2,静电力常量k=90×109N·m2/C2

1小球到达B点时的速度;

2小球所带的电荷量;

3电动机的机械功率。

 

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一辆电动汽车的质量为1×103 kg,额定功率为2×104 W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为2×103  N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1/v的关系如图所示试求:

1整个运动中的最大加速度;

2电动车发生100m的位移此时已达到最大速度的过程中所用的时间

 

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某实验小组正在测定一节新型电池的电动势约为3V和内阻,现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻。

1首先为了准确测量定值电阻R0阻值,在操作台上准备了如下实验器材:

A电压表V量程3V,电阻约为4kΩ

B电流表A1量程1A,内阻约0

C电流表A2量程3A,内阻约0

D定值电阻R0阻值约为3Ω

E滑动变阻器R0-10Ω

F开关s一个,导线若干

根据上述器材,在测量R0阻值时应选择________填序号为电流表,其实验电路图应选择以下哪种接法________填字母a或b,经测量定值电阻R0阻值为28Ω。

2之后为了测量该新型电池的电动势和内阻,设计了如下实验,在下图中将所选 器材进行连接。

3根据实验记录做出U-I图线如图所示,从中可以求出待测新型电池的内阻为________Ω,电池电动势为________V保留两位有效数字

 

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某同学利用如图丙所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律。在气垫导轨上安装了两光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。

①实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线,接通气源,如果滑块         ,则表示气垫导轨调整至水平状态。

②不挂钩码和细线,接通气源,滑块从轨道右端向左运动的过程中,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。实施下列措施能够达到实验调整目标的是

A调节P使轨道左端升高一些

B调节Q使轨道右端升高一些

C遮光条的宽度应适当大一些

D滑块的质量增大一些

E气源的供气量增大一些

③实验时,测出光电门1、2间的距离L,遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2,则系统机械能守恒成立的表达式是            

 

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正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中,板长为L,板间距为d,在距离板的右端 2L 处有一竖直放置的光屏 M。D为理想二极管即正向电阻为0,反向电阻无穷大,R为滑动变阻器,R0为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间,闭合电键S,让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间,质点未碰极板,最后垂直打在 M屏上。在保持电键S闭合的情况下,下列分析或结论正确的是 

A质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相反

B板间电场强度大小为2mg/q

C若仅将滑片P向下滑动一段后,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点将不会垂直打在光屏上

D若仅将两平行板的间距变大一些,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上

 

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