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“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝...

电子能量分析器主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RARB的同心圆金属半球面AB构成,AB为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.

1)判断球面AB的电势高低,并说明理由;

2)求等势面C所在处电场强度E的大小;

3)若半球面AB和等势面C的电势分别为φAφBφC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEKΔEK分别为多少?

4)比较EK|EK|的大小,并说明理由.

 

(1) (2) (3)对于到达N板左边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有: 对到达N板右边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有 (4) 【解析】 (1)根据题中所述电子做匀速圆周运动,可知,电场力指向球心,电场方向由B指向A.沿电场线电势逐渐降低,B板电势高于A板,即. (2)电子在电场力作用下做圆周运动,考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同,有: ,电子动能为=,其中半径R=,根据向心力公式:Ee= 联立得:. (3)电子运动过程中只收电场力,根据动能定理: 对于到达N板左边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有: 对到达N板右边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有 (4)由题意可知,电场线以O点为中心向外成辐射状,且电场线越密场强越强.根据电场线特点, 等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度,考虑到等势面间距相等,有 , 即:
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如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆与半径为R的圆周交于BC两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B的中点,C点位于圆周的最低点,现有一质量为m、电荷量为v的带负电小球套在杆上从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为gA点距离C点所在水平面的高度为3R小球滑到B点时的速度大小为.

1)求小球滑至C点时速度的大小;

2)求AB两点间的电势差

3)若以C点作为零电势点,求A点的电势为多少?

 

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如图所示,在水平向右的匀强电场中的A点,有一个质量为m、带电荷量为-q的油滴以速度v竖直向上运动.已知当油滴经过最高点B时,速度大小也为.求:场强E的大小及AB两点间的电势差.

 

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如图所示的匀强电场的区域内,由作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面垂直.下列说法正确的是(    )

  

A.两点间电势差两点间电势差相等

B.带正电的粒子从点沿路径移到点,电场力做正功

C.带负电的粒子从点沿路径移到点,电势能减小

D.带电粒子从点移到点,沿对角线与沿路径电场力做功相同

 

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如图所示,在带电荷量为v的点电荷A产生的电场中,将另一带电荷量为q的点电荷从a移到b点,已知ab两点到点电荷A的距离分别为,则在电荷移动过程中电场力做的功为(点电荷Q产生的电场中的电势r为到点电荷的距离)(   

A. B. C. D.

 

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如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势线,且,电场中的ABC三点的场强分别为,电势分别为间的电势差分别为,则下列关系式正确的有(   

A. B. C. D.

 

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