如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸．M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略．

(1)當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0；

(2)求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上；

(3)若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡；

(4)求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系．

答案：
解析：

　　解析：電子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，利用幾何關(guān)系找出臨界條件，結(jié)合洛倫茲力提供向心力進(jìn)行計(jì)算．

　　(1)根據(jù)動(dòng)能定理，得eU0＝mv02由此可解得v0＝．

　　(2)欲使電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，應(yīng)有r＝＜d

　　而eU＝mv02由此即可解得2U＜．

　　(3)電子穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上時(shí)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示．

　　(4)若電子在磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上的位置坐標(biāo)為x，則由(3)中的軌跡圖可得x＝2r－2

　　r＝和eU＝mv2

　　所以，電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系為

　　x＝(－)(U≥)．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?江蘇）如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸．M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略．
（1）當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0
（2）求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上．
（3）若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（4）求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向里和向外，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向下為正方向建立x軸．板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略．
求：（1）當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0；
（2）兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上；
（3）電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，M、N為兩塊水平放置的平行金屬板，距平行板右端L處有豎直屏，平行板長、板間距均為2L，板間電壓恒定．一帶電粒子（重力不計(jì)）以平行于板的初速度v0沿兩板中線進(jìn)入電場(chǎng)，粒子在屏上的落點(diǎn)距O點(diǎn)距離為L，當(dāng)分布均勻的大量上述粒子均以平行于板的初速度v0從MN板左端各位置進(jìn)入電場(chǎng)（忽略粒子間的相互作用），則（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?湛江二模）如圖所示，M、N為兩對(duì)圓弧塑料導(dǎo)軌，分別粘接在U形金屬導(dǎo)軌上層的C、D、E、F點(diǎn)，三導(dǎo)軌平滑連接且寬均為L=1m，導(dǎo)軌下層距離水平地面高為H=0.2m，在其上方放置一單向?qū)щ�、質(zhì)量為m2=1kg的金屬桿2（已知金屬桿2在P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)時(shí)有電流通過，反之無電流通過），整個(gè)裝置放在豎直向上的  勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T．已知質(zhì)量為m1=0.5kg的金屬桿1在M軌道上從高為h=0.8m處由靜止釋放沿導(dǎo)軌M滑下，經(jīng)U形金屬導(dǎo)軌上層水平部分后滑上塑料導(dǎo)軌N，金屬桿1與U形金屬導(dǎo)軌上層水平部分接觸良好，多次反復(fù)運(yùn)動(dòng)后使金屬桿2脫離軌道著地，著地點(diǎn)到下層軌道右端水平距離為s=0.2m處，金屬桿1和金屬桿2導(dǎo)電時(shí)的電阻之和為R=2Ω（忽略一切摩擦和導(dǎo)軌的電阻），取g=10m/s2．求：
（1）流過金屬桿的最大電流；
（2）當(dāng)金屬桿2離開下層導(dǎo)軌后金屬桿1的最大速度及上升的最大高度；
（3）此過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，M、N為兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，下列說法正確的是（　�。�

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案