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图1中B为电源，电动势ε=27V，内阻不计．固定电阻R1=500Ω，R2为光敏电阻．C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.0×10-2m，两极板的间距d=1.0×10-2m．S为屏，与极
网友投稿 2022-12-16 00:00:00 互联网
◎ 题目
图1中B为电源，电动势ε=27V，内阻不计．固定电阻R
1
=500Ω，R
2
为光敏电阻．C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l
1
=8.0×10
-2
m，两极板的间距d=1.0×10
-2
m．S为屏，与极板垂直，到极板的距离l
2
=0.16m．P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA′轴转动．当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R
2
时，R
2
的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω．有一细电子束沿图中虚线以速度v
0
=8.0×10
6
m/s连续不断地射入C．已知电子电量e=1.6×10
-19
C，电子质量m=9×10
-31
kg．忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力．假设照在R
2
上的光强发生变化时R
2
阻值立即有相应的改变．
（1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R
2
上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y （计算结果保留二位有效数字）．
（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈．取光束照在a、b分界处时t=0，试在图给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0-6s间）．要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值．（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分．）
◎ 答案
（1）设电容器C两板间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a，穿过C的时间为t
1
，穿出时电子偏转的距离为y
1
，
U=
ε
R
1
R
1
+
R
2
（1）
E=
U
d
（2）
eE=ma （3）
t
1
=
l
1
v
0
（4）
y
1
=
1
2
a
t
1
2
（5）
由以上各式得
y
1
=
eε
2m
v
20
(
R
1
R
1
+
R
2
)
l
21
d
（6）
代入数据得
y
1
=4.8×10
-3
m （7）
由此可见y
1
＜
d
2
，电子可通过C．
设电子从C穿出时，沿y方向的速度为v，穿出后到达屏S所经历的时间为t
2
，在此时间内电子在y方向移动的距离为了y
2
v=at
1
（8）
t
2
=
l
2
v
0
（9）
y
2
=vt
2
（10）
由以上有关各式得
y
2
=
eε
m
v
20
(
R
1
R
1
+
R
2
)
l
1
l
2
d
（11）代入数据得
y
2
=1.92×10
-2
m （12）
由题意y=y
1
+y
2
=2.4×10
-2
m （ 13）
（2）由式6可求得在a和c时粒子在电场中的偏转位移，则可知当光照a时，电子打在极板上，无粒子打在屏中；
当光照在c上时，由式6、11和13可求得粒子在屏上偏转的距离，故答案如图所示．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“图1中B为电源，电动势ε=27V，内阻不计．固定电阻R1=500Ω，R2为光敏电阻．C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.0×10-2m，两极板的间距d=1.0×10-2m．S为屏，与极…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】，【闭合电路欧姆定律】，【传感器及其工作原理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/430705.html
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