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        1. 如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成.偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間,勻強磁場水平寬度一定,豎直長度足夠大,其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊.大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間.當兩板間沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t;當兩板間加上圖乙所示的電壓U時,所有電子均能通過電場、穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上.已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計電子的重力及電子間的相互作用,電壓U的最大值為U,磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里.
          (1)如果電子在t=t時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大小.
          (2)要使電子在t=0時刻進入電場并能最終垂直打在熒光屏上,勻強磁場的水平寬度l為多少?
          (3)在滿足第(2)問的情況下,打在熒光屏上的電子束的寬度為多少?

          【答案】分析:沒有電場時電子在平行板間勻速直線運動,有電場時電子做類平拋運動,根據(jù)幾何關系求解.
          解答:解:(1)電子在t=t時刻進入兩板間,先做勻速運動,后做類平拋運動
          在2t~3t時間內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)===
          (2)設電子從電場中射出的偏向角為θ,速度為v,如圖所示:

          則:


          電子通過勻強磁場并能垂直打在熒光屏上,設其圓周運動的半徑為R
          根據(jù)牛頓第二定律有
          根據(jù)幾何關系得:
          得水平寬度
          (3)由題意可知,要使電子的側(cè)向位移最大,應讓電子從0、2t、4to…等時刻進入偏轉(zhuǎn)電場,在這種情況下,電子的偏向位移為
          =
          要使電子的側(cè)向位移最小,應讓電子從t、3to…等時刻進入偏轉(zhuǎn)電場,在這種情況下,電子的側(cè)向位移為md
          所以電子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時的最大側(cè)向位移和最小側(cè)向位移的差值為:
          △y=ymax-ymin=
          因進入偏轉(zhuǎn)磁場時電子速度大小v=相同,方向平行,所以電子在磁場中的軌道半徑相同,都垂直打在熒光屏上,所以打在熒光屏上的電子束寬度為
          △y=
          答:(1)如果電子在t=t時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大小為
          (2)要使電子在t=0時刻進入電場并能最終垂直打在熒光屏上,勻強磁場的水平寬度l為;
          (3)在滿足第(2)問的情況下,打在熒光屏上的電子束的寬度為
          點評:會用運動的合成與分解處理類平拋運動問題,根據(jù)物體運動的受力情況,確定粒子運動性質(zhì),確定物體運動的軌跡并能根據(jù)幾何關系求解.
          練習冊系列答案
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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2011?淮安模擬)如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成.偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間,勻強磁場水平寬度一定,豎直長度足夠大,其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊.大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間.當兩板間沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當兩板間加上圖乙所示的電壓U時,所有電子均能通過電場、穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上.已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計電子的重力及電子間的相互作用,電壓U的最大值為U0,磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里.
          (1)如果電子在t=t0時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大小.
          (2)要使電子在t=0時刻進入電場并能最終垂直打在熒光屏上,勻強磁場的水平寬度l為多少?
          (3)證明:在滿足(2)問磁場寬度l的條件下,所有電子自進入板間到最終打在熒光屏上的總時間相同.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成.偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間,勻強磁場水平寬度一定,豎直長度足夠大,其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊.大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間.當兩板間沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當兩板間加上圖乙所示的電壓U時,所有電子均能通過電場、穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上.已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計電子的重力及電子間的相互作用,電壓U的最大值為U0,磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里.
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          (1)如果電子在t=t0時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大小;
          (2)如果電子在t=0時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分速度的大;
          (3)要使電子在t=0時刻進入電場并能最終垂直打在熒光屏上,求勻強磁場的水平寬度.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成.偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間,勻強磁場水平寬度一定,豎直長度足夠大,其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊.大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間.當兩板間沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當兩板間加上圖乙所示的電壓U時,所有電子均能通過電場、穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上.已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計電子的重力及電子間的相互作用,電壓U的最大值為U0,磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里.
          (1)如果電子在t=t0時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大。精英家教網(wǎng)
          (2)要使電子在t=0時刻進入電場并能最終垂直打在熒光屏上,勻強磁場的水平寬度l為多少?
          (3)在滿足第(2)問的情況下,打在熒光屏上的電子束的寬度為多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間,勻強磁場水平寬度一定,豎直長度足夠大,其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊。大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間。當兩板間沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當兩板間加上圖乙所示的電壓U時,所有電子均能通過電場、穿過磁場,最后打在豎直放置的熒光屏上。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,不計電子的重力及電子間的相互作用,電壓U的最大值為U0,磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里。

          (1)如果電子在t=t0時刻進入兩板間,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時豎直分位移的大小。

          (3)

          證明:在滿足(2)問磁場寬度l的條件下,所有電子自進入板間到最終打在熒光屏上的總時間相同。

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