电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板组成,匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s,如图甲所示

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板组成,匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均从两板间通过,进入水平宽度为l,竖直宽度足够大的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问:
(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,则离开偏转电场时的侧向位移大小是多少?
(2)电子在刚穿出两板之间的偏转电场时最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?
(3)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?(已知电子的质量为m、电荷量为e)

魔方格

◎ 答案

(1)当电子在t=0时刻进入偏转电场时,侧向位移大小为
y=
1
2
a
t20
+vyt0
=
1
2
π
U0e
md
t20
+
U0e
md
t0?t0

y=
3U0e
t20
2dm

(2)由题意可知,要使电子的侧向位移最大,应让电子从0、2t0、4t0…等时刻进入偏转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为
ymax=y=
1
2
a
t20
+vyt0

得 ymax=
3U0e
t20
2dm

要使电子的侧向位移最小,应让电子从t0、3t0…等时刻进入偏转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为
  ymin=
1
2
a
t20

解得,ymin=
U0e
2dm
t20

所以最大侧向位移和最小侧向位移之比为ymax:ymin=3:1
(3)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为θ,由于电子要垂直打在荧光屏上,所以电子在磁场中运动半径R,由几何关系有:
  R=
l
sinθ

设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,垂直偏转极板的速度为vy,则电子从偏转电场中出来时的偏向角为:sinθ=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,一质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止
如图所示,一质量为m、带电量
酒后驾驶会导致许多安全隐患,是因为驾驶员的反应时间变长,反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间.下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行
酒后驾驶会导致许多安全隐患
如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列传述正确的是()A.小球的速度一直减小B.小球的加速度先减小后增大C.小球的加
如图所示,小球从高处下落到
如图所示,一个质量m=20kg的物体放在光滑水平地面上.对物体施加一个F=10N的水平拉力,使物体由静止开始做匀加速直线运动.求:(1)物体在4.0s时间内的位移大小;(2)拉力F在4.
如图所示,一个质量m=20kg的
如图,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,
如图,纸面内有E、F、G三点,