首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
电磁感应现象中的磁变类问题
> 正文
返回
打印
如图所示，电子源每秒钟发射2.5×1013个电子，电子以v0=8.0×106m/s的速度穿过P板上A孔，从M、N两平行板正中央进入两板间，速度方向平行于板M且垂直于两板间的匀强磁场，两极
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，电子源每秒钟发射2.5×10
13
个电子，电子以v
0
=8.0×10
6
m/s的速度穿过P板上A孔，从M、N两平行板正中央进入两板间，速度方向平行于板M且垂直于两板间的匀强磁场，两极板M、N间电压始终为U
MN
=80.0V，两板距离d=1.00×10
-3
m，电子在板M、N间做匀速直线运动后进入由C、D两平行板组成的已充电的电容器中，电容器电容为8.0×10
-8
F，电子打到D板后就留在D板上．在t
1
=0时刻，D板电势较C板的电势高818V，在t
2
=T时刻，开始有电子打到M板上，已知电子质量m=9.1×10
-31
kg、电荷量e=1.6×10
-19
C，两板C、P均接地，电子间不会发生碰撞（忽略电子所受的重力）．求：
（1）两极板M、N间匀强磁场的磁感应强度B；
（2）T时刻打到M板上每个电子的动能E
K
（以eV为单位）；
（3）最终到达D板的电子总数n；
（4）在
t
3
=
3
5
T
时刻，每个电子作用到D板的冲量I．
◎ 答案
（1）由于电子在M、N板间做匀速直线运动，所以eE=eBv
0
B=
E
v
0
=
U
MN
d
v
0
=
80.0
1.0×
10
-3
×8.0×
10
6
=1.0×1
0
-2
T
（2）开始有电子打在M板上，表示电子刚好不能到达D板，从C板小孔反向折回时，
动能仍为
E
K
0
=
1
2
m
v
20
=
9.1×
10
-31
×
(8.0×
16
6
)
2
2×1.6×
10
-19
eV=182eV
折返的电子，从C板小孔到M板的过程：
e?
U
MN
2
=
E
K
-
E
K
0
∴
E
K
=
E
K
0
+
e
U
MN
2
=222eV
（3）电子刚不能到达B板时，C、D间的电势差：
U
CD
′
=
E
K
0
e
=182V
从t
1
=0起电容器C、D板间的电压变化为：
△U=
U
CD
′
-
U
CD
=182V-(-818V)=1000V
D板的电量变化量为：△Q=C?△U=8.0×10
-8
×1000C=8.0×10
-5
C
到达D的电子数为：
n=
△Q
e
=
8.0×
10
-5
1.6×
10
-19
=5.0×1
0
14
（个）
（4）在O-T时间内，由于电子匀速且连续打在D板上，两极板间电压均匀变化，
所以当t=
3T
5
时，C、D板间的电压变化为△U'=
3?△U
5
=600V
此时两极板C、D间的电压为 U''
DC
=（818-600）V=218V
所以，每个电子打到D板上的动能为
E
K
′
=
1
2
m
v
20
+eU
″
DC
=400eV
故冲量为
I=△p=
2m
E′
k
=
2×9.1×
10
-31
×400×1.6×
10
-19
N?s
=1.1×10
-23
N?s
答：（1）两极板M、N间匀强磁场的磁感应强度1×10
-2
T；
（2）T时刻打到M板上每个电子的动能222eV；
（3）最终到达D板的电子总数5×10
14
个；
（4）在
t
3
=
3
5
T
时刻，每个电子作用到D板的冲量1.1×10
-23
N?s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，电子源每秒钟发射2.5×1013个电子，电子以v0=8.0×106m/s的速度穿过P板上A孔，从M、N两平行板正中央进入两板间，速度方向平行于板M且垂直于两板间的匀强磁场，两极…”主要考查了你对 【动量定理】，【带电粒子在复合场中的运动】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 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/202304/451934.html
十二生肖
十二星座
