如图所示,从阴极K发射的电子经电势差U0="5"000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1="10"cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2="75"

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 磁场,地磁场/2023-04-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,从阴极K发射的电子经电势差U0="5" 000 V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1="10" cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2=" 75" cm处放置一个直径D ="20" cm、带有纪录纸的圆筒.整个装置放在真空内,电子发射时的初速度不计,如图所示,若在金属板上加U="1000" cos2πt (V )的交流电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=" 2" r/s匀速转动,分析电子在纪录纸上的轨迹形状并画出从t=0开始的1s内所纪录到的图形.

◎ 答案

在纸筒上的落点对入射方向的总偏转距离为
1s内,在纸上的图形如图所示.

◎ 解析

对电子的加速过程,由动能定理
得电子加速后的速度=4.2×107m/s.
电子进入偏转电场后,由于在其中运动的时间极短,可以忽略运动期间偏转电压的变化,认为电场是稳定的,因此电子做类平抛的运动.如图所示.
交流电压在A、B两板间产生的电场强度为=2.5×104cos2πt (V/m).
电子飞离金属板时的偏转距离
电子飞离金属板时的竖直速度
电子从飞离金属板到到达圆筒时的偏转距离为
所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏转距离为

可见,在纪录纸上的点在竖直方向上以振幅0. 20 m、周期T="1" s做简谐运动.因为圆筒每秒转2周,故转一周在纸上留下的是前半个余弦图形,接着的一周中,留下后半个图形,则is内,在纸上的图形如图所示.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,从阴极K发射的电子经电势差U0="5"000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1="10"cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2="75"…”主要考查了你对  【磁场,地磁场】  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。

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