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汤姆逊用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的...

汤姆逊用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过AA′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板PP'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,(O′与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在PP′间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).

(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小.

(2)推导出电子的比荷的表达式

 

(1) (2) 【解析】试题分析:电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O点,根据平衡条件列式即可;当极板间仅有偏转电场时,电子先做类似平抛运动,然后做匀速直线运动,根据运动学公式列式计算出总的偏转量即可求解。 (1)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O点,设电子的速度为v,则,得即; (2)当极板间仅有偏转电场 时,电子以速度v进入后,竖直方向作匀加速运动, 加速度为 电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为 这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为 离开电场时竖直向上的分速度为 电子离开电场后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏 t2时间内向上运动的距离为 这样,电子向上的总偏转距离为, 可解得:
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两位同学在实验室利用如图a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U-I直线.图象中两直线的交点C表示的物理意义是

A. 滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端

B. 电源的输出功率最大

C. 定值电阻R上消耗的功率为0.5W

D. 电源的效率达到最大值

 

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如图所示,真空中存在范围足够大的匀强电场,A、B为该匀强电场的两个等势面.现有三个完全相同的带等量正电荷的粒子a、b、c,从等势面A上的某点同时以相同速率v0向不同方向开始运动,其中a的初速度方向垂直指向等势面B;b的初速度方向平行于等势面;c的初速度方向与a相反.经过一段时间,三个粒子先后通过等势面B.已知三个粒子始终在该匀强电场中运动,不计重力,下列判断正确的是

A.等势面A的电势高于等势面B的电势

B. abc三粒子通过等势面B时的速度大小相等

C.开始运动后的任一时刻,ab两粒子的动能总是相同

D.开始运动后的任一时刻,三个粒子电势能总是相等

 

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如图甲所示一条电场线与Ox重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势x变化的情况如图乙所示若在O点静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则

A. 电子的电势能将增大

B. 电子将沿Ox方向运动

C. 电子运动的加速度恒定

D. 电子运动的加速度大小先减小后增大

 

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在真空中有一平板电容器两极板MN所带电荷量分别为+Q-Q,如图所示,带电小球(电量为+q,质量为m),用绝缘丝线悬挂在两金属板之间,平衡时丝线与M板间距为θ,极板M固定不动,将极板N移近M一些,且不与带电小球接触,则

A. 电容器的电容c变大

B. 丝线与极板M之间的夹角变大

C. 若将丝线剪断,小球在电场中将会做类平抛运动

D. 若将丝线剪断,小球在电场中做匀变速直线运动

 

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两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图,若不计粒子的重力,则下列说法正确的是 

Aa粒子带正电,b粒子带负电

Ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

Cb粒子动能较大

Db粒子在磁场中运动时间较长

 

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