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如图所示,能发射电子的阴极k和金属板P之间所加电压为U1,其右侧有一平行板电容器...

如图所示,能发射电子的阴极k和金属板P之间所加电压为U1,其右侧有一平行板电容器,已知平行板的板长为L,板间距离为d,且电容器的上极板带负电荷,下极板带等量的正电荷,在两极板间还存在有垂直于纸面的匀强磁场.从阴极k发出的电子被kP之间的电场加速后从P板上的小孔О射出,然后射入电容器并刚好从两板正中间沿直线ОО′射出电容器,如果在电子进入电容器前撤去板间电场而不改变磁场,则电子刚好能从平行板的右侧边缘射出,不计电子初速度、重力和电子间的相互作用,且整个装置放在真空中.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度的方向;
(2)加在电容器两板间的电压.

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(1)在撤去电场前,电子受到电场力和洛伦兹力作用,沿直线运动,则电场力和洛伦兹力平衡,电子做匀速直线运动.电场力方向向下,磁场力方向向上,根据左手定则判断磁场方向. (2)未撤去电场时,由平衡条件求出磁感应强度B.撤去板间电场而不改变磁场时,电子受洛伦兹力作用做匀速圆周运动.电子刚好能从平行板的右侧边缘射出,根据板长和板间距离求出电子运动的半径.根据牛顿第二定律求解电容器两板间的电压. 【解析】 (1)在撤去电场前,电子做匀速直线运动,电场力和洛伦兹力平衡.由于电场力方向向下,故洛伦兹力方向向上,由左手定则可知,磁场方向垂直于纸面向外.     (2)电子在加速过程中有        得到v=               ①     电子刚好从板边缘射出,设运动的轨道半径为R,        则有 ②     电子在磁场中运动时有               得到R=③     电子沿直线运动时有                 得到B=④     联立①②③④解得加在电容器两板间的电压          答:(1)匀强磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外;    (2)加在电容器两板间的电压 .
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考点分析:
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C.量程0~300μA,内阻约100Ω的电流表
D.量程0~3A、内阻约10Ω的电流表
E.量程0~3V、内阻约104Ω的电压表
F.量程0~3V、内阻约103Ω的电压表
G.量程0~30mV、内阻约103Ω的电压表
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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