如圖所示,一對豎直放置的平行金屬板A、B構(gòu)成電容器,電容為C.電容器的A板接地,且中間有一個小孔S.一個被加熱的燈絲K與S位于同一水平線,從燈絲上可以不斷地發(fā)射出電子,電子經(jīng)過電壓U0加速后通過小孔S沿水平方向射入A、B兩極板間.設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,電子從燈絲發(fā)射時的初速度不計.如果到達B板的電子都被B板吸收,且單位時間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n,隨著電子的射入,兩極板間的電勢差逐漸增加,最終使電子無法到達B板.求:

(1)當(dāng)B板吸收了N個電子時,A、B兩板間的電勢差

(2)A、B兩板間可達到的最大電勢差.

(3)從電子射入小孔S開始到A、B兩板間的電勢差達到最大值所經(jīng)歷的時間.

答案:
解析:

  解:(1)當(dāng)B板吸收了N個電子時,電容器所帶電荷量為Q=Ne,根據(jù)電容的定義  C=

  得此時A、B兩板間的電壓為U=  

  (2)電子經(jīng)過U0的電壓加速后,進入A、B板間的動能為eU0,進入A、B板間電場后做減速運動,隨著B板電荷增加,電子在A、B間的加速度越來越大,直至電子到達B板的速度為零,此時A、B板間的電壓達到最大值Um.根據(jù)動能定理,

  eU0-eUm=0  得出  Um=U0  

  (3)設(shè)從電子進入A、B板間,直到板間電壓達到最大值Um經(jīng)過的時間為t,則B板吸收的總電荷為Q=net,結(jié)合電容的定義式,可以得出

  t=.  


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13所示,在直角三角形ACD所包圍的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的水平勻強磁場.AC邊豎直.CD邊水平,且邊長AC=2CD=2d,在該磁場的右側(cè)處有一對豎直放  置的平行金屬板MN,兩板問的距離為L.在板中央各有一個小孔O1、O2,O1、O??2在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置的間距也為L的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌處在水平向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好,與阻值為R的電阻形成閉合回路(導(dǎo)軌的電阻不計),整個裝置處在真空室中。有一束電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子流(重力不計),以速率v0從CD邊中點豎直向上射人磁場區(qū)域,射出磁場后能沿O1O2方向進人兩平行金屬板間并能從O??2孔射出。現(xiàn)由靜止釋放導(dǎo)體棒PQ.其下滑一段距離后開始勻速運動。此后粒子恰好不能從O2孔射出,而能返回后從磁場的AD邊射出,假設(shè)返回的粒子與入射粒子不會相撞。求:

    (1)在直角三角形ACD內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B。。

    (2)導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量M。

(3)帶電粒子從CD邊進入磁場到從AD邊射出磁場所用的時間

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案