某儀器用電場和磁場來控制電子在材料表面上方的運動。如圖所示,材料表面上方矩形區(qū)域PP'N'N充滿豎直向下的勻強電場,寬為d;矩形區(qū)域NN′M′M充滿垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,長為3s,寬為s;NN'為磁場與電場之間的薄隔離層。一個電荷量為e、質(zhì)量為m、初速為零的電子,從P點開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進入磁場,電子每次穿越隔離層,運動方向不變,其動能損失是每次穿越前動能的10%,最后電子僅能從磁場邊界M'N'飛出。不計電子所受重力。
(1)求電子第二次與第一次圓周運動半徑之比;
(2)求電場強度的取值范圍;
(3)A是M′N′的中點,若要使電子在A、M′間垂直于AM′飛出,求電子在磁場區(qū)域中運動的時間。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:172引用:6難度:0.1
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1.電子的發(fā)現(xiàn)揭開了人類對原子結(jié)構的認識.湯姆生用來測定電子的比荷的實驗裝置如圖所示.真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計初速度、重力和電子間的相互作用).經(jīng)加速電壓加速后,穿過A′中心的小孔沿中心軸OO′的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域.
當P和P′極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時,電子束打在熒光屏的中心O點處,形成了一個亮點;當P和P′極板間加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點偏離到O′點,(O′與O點的豎直間距為d,水平間距可忽略不計).若此時,在P和P′間,再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場,調(diào)節(jié)磁場的強弱,當磁感應強度的大小為B時,亮點重新回到O點.已知極板水平方向的長度為L1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L2(如圖所示).求:
(1)加偏轉(zhuǎn)電壓U后,板間區(qū)域的電場強度大小和方向
(2)再加入磁場后,分析電子重新回到O點的原因,并求出能打在O點的電子速度的大小.
(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象和條件,推導電子比荷的表達式.發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:45引用:0難度:0.9 -
2.如圖所示,一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán),套在一根固定的足夠長的水平粗糙絕緣直桿上,環(huán)直徑略大于桿直徑.直桿處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中,圓環(huán)以初速度v0使其向右運動,最終圓環(huán)處于平衡狀態(tài),已知重力加速度為g,則( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:31引用:3難度:0.8 -
3.如圖所示,豎直放置的兩個平行金屬板間存在勻強電場,與兩板上邊緣等高處有兩個質(zhì)量相同的帶電小球,小球A從緊靠左極板處由靜止開始釋放,小球B從兩板正中央由靜止開始釋放,兩小球最終都能運動到右極板上的同一位置,則從開始釋放到運動至有極板的過程中,下列判斷正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 18:0:2組卷:77引用:6難度:0.7
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