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精英家教網(wǎng)如圖所示,電子源每秒鐘發(fā)射2.5×1013個電子,電子以v0=8.0×106m/s的速度穿過P板上A孔,從M、N兩平行板正中央進入兩板間,速度方向平行于板M且垂直于兩板間的勻強磁場,兩極板M、N間電壓始終為UMN=80.0V,兩板距離d=1.00×10-3m,電子在板M、N間做勻速直線運動后進入由C、D兩平行板組成的已充電的電容器中,電容器電容為8.0×10-8F,電子打到D板后就留在D板上.在t1=0時刻,D板電勢較C板的電勢高818V,在t2=T時刻,開始有電子打到M板上,已知電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg、電荷量e=1.6×10-19C,兩板C、P均接地,電子間不會發(fā)生碰撞(忽略電子所受的重力).求:
(1)兩極板M、N間勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;
(2)T時刻打到M板上每個電子的動能EK(以eV為單位);
(3)最終到達D板的電子總數(shù)n;
(4)在t3=
35
T
時刻,每個電子作用到D板的沖量I.
分析:(1)電子在電場力與洛倫茲力共同作用下,做勻速直線運動,從而即可求解;
(2)根據(jù)動能定理,即可求解;
(3)根據(jù)動能與電勢差的關(guān)系,依據(jù)電量與電壓的公式,從而即可求解;
(4)根據(jù)不同時間內(nèi),電壓不同,從而求出動能,再由動量與動能的關(guān)系,從而求出沖量.
解答:解:(1)由于電子在M、N板間做勻速直線運動,所以eE=eBv0
B=
E
v0
=
UMN
dv0
=
80.0
1.0×10-3×8.0×106
=1.0×10-2T

(2)開始有電子打在M板上,表示電子剛好不能到達D板,從C板小孔反向折回時,
動能仍為  EK0=
1
2
m
v
2
0
=
9.1×10-31×(8.0×166)2
2×1.6×10-19
eV=182eV

折返的電子,從C板小孔到M板的過程:e?
UMN
2
=EK-EK0

EK=EK0+
eUMN
2
=222eV

(3)電子剛不能到達B板時,C、D間的電勢差:UCD=
EK0
e
=182V

從t1=0起電容器C、D板間的電壓變化為:△U=UCD-UCD=182V-(-818V)=1000V
D板的電量變化量為:△Q=C?△U=8.0×10-8×1000C=8.0×10-5C
到達D的電子數(shù)為:n=
△Q
e
=
8.0×10-5
1.6×10-19
=5.0×1014
(個)   
(4)在O-T時間內(nèi),由于電子勻速且連續(xù)打在D板上,兩極板間電壓均勻變化,
所以當(dāng)t=
3T
5
時,C、D板間的電壓變化為△U'=
3?△U
5
=600V
此時兩極板C、D間的電壓為  U''DC=(818-600)V=218V
所以,每個電子打到D板上的動能為  EK=
1
2
m
v
2
0
+eUDC=400eV

故沖量為 I=△p=
2mE′k
=
2×9.1×10-31×400×1.6×10-19
N?s
=1.1×10-23N?s
答:(1)兩極板M、N間勻強磁場的磁感應(yīng)強度1×10-2T;
(2)T時刻打到M板上每個電子的動能222eV;
(3)最終到達D板的電子總數(shù)5×1014個;
(4)在t3=
3
5
T
時刻,每個電子作用到D板的沖量1.1×10-23N?s.
點評:考查電子受到的電場力、磁場力,由受力分析來確定運動性質(zhì),并掌握動能定理與沖量表達式.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,電子源每秒發(fā)射2.5×1013個電子,電子以V0=8.0×106m/s的速度穿過P板上A孔,從M、N兩平行板正中央進入兩板間,速度方向平行于板M且垂直于兩板間的勻強磁場,兩極板M、N間電壓始終為UMN=80.0V,兩板距離d=1.0×10-3m.電子在板M、N間做勻速直線運動后進入由C、D兩平行板組成的已充電的電容器中,電容器電容為8.0×10-8F,電子打到D板后就留在D板上.在t1=0時刻,D板電勢較C板的電勢高818V,在t2=T時刻,開始有電子打到M板上.已知電子質(zhì)量m=9.1×10-31㎏、電荷量e=1.6×10-19C,兩板C、P均接地,電子間不會發(fā)生碰撞(忽略電子的重力和電子間的相互作用力).求:
(1)兩極板M、N間勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;
(2)T時刻打到M板上每個電子的動能Ek(以eV為單位);
(3)最終到達D板的電子總數(shù)n;
(4)在t3=
3T5
時刻,每個電子到達D板時的速度v.(保留兩位有效數(shù)字)
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚敐澶婄闁挎繂鎲涢幘缁樼厱闁靛牆鎳庨顓㈡煛鐏炲墽娲存鐐达耿閹崇娀顢楁径瀣撴粓姊绘担瑙勫仩闁告柨绉堕幑銏ゅ礃椤斿槈锕傛煕閺囥劌鐏犻柛鎰ㄥ亾婵$偑鍊栭崝锕€顭块埀顒傜磼椤旂厧顣崇紒杈ㄦ尰閹峰懘骞撻幒宥咁棜婵犵數濮伴崹鐓庘枖濞戙埄鏁勯柛鏇ㄥ幗瀹曟煡鏌涢埄鍐姇闁绘挸绻橀弻娑㈩敃閿濆洨鐣洪梺闈╃稻濡炰粙寮诲☉銏℃櫜闁告侗鍠涚涵鈧紓鍌欐祰妞村摜鏁敓鐘茬畺闁冲搫鎳忛ˉ鍫熺箾閹寸偛绗氶柣搴濆嵆濮婄粯鎷呴崨濠冨創闂佹椿鍓欓妶绋跨暦娴兼潙鍐€妞ゆ挾濮寸粊锕傛⒑绾懏褰х紒鐘冲灩缁鈽夐姀鈾€鎷婚梺鍓插亞閸犳捇鍩婇弴鐔翠簻闁哄倸鐏濋顓熸叏婵犲嫮甯涢柟宄版嚇瀹曘劍绻濋崒娑欑暭婵犵數鍎戠徊钘壝洪敃鈧—鍐╃鐎n偅娅滈梺缁樺姈濞兼瑧娆㈤悙鐑樼厵闂侇叏绠戦崝锕傛煥閺囩偛鈧綊鎮¢弴銏$厸闁搞儯鍎辨俊濂告煟韫囨洖校濞e洤锕、鏇㈡晲韫囨埃鍋撻崸妤佺厸閻忕偛澧藉ú鎾煃閵夘垳鐣垫鐐差儏閳规垿宕堕埡鈧竟鏇犵磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍川椤栨稑搴婇梺鍦濠㈡﹢鎮″鈧弻鐔告綇妤e啯顎嶉梺绋匡功閸忔﹢寮婚妶鍥ф瀳闁告鍋涢~顐︽⒑閸涘﹥鐓ラ柟璇х磿閹广垹鈽夊锝呬壕婵炴垶鐟$紓姘舵煟椤撴粌鈧洟婀佸┑鐘诧工缁ㄨ偐鑺辩紒妯镐簻闁哄浂浜炵粙鑽ょ磼缂佹ḿ绠撴い顐g箞椤㈡﹢鎮㈤崜韫埛闂傚倸鍊烽懗鍓佸垝椤栨稓浠氶梺璇茬箰缁绘垿鎮烽埡浣烘殾闁规壆澧楅崐鐑芥煟閹寸們姘跺箯濞差亝鐓熼幖绮瑰墲鐠愨€斥攽椤旂偓鏆┑鈩冩尦瀹曟﹢鍩¢埀顒傛崲閸℃稒鐓熼柟閭﹀幗缂嶆垶绻涢幖顓炴灍妞ゃ劊鍎甸幃娆忣啅椤旂厧澹夋俊鐐€ф俊鍥ㄦ櫠濡ゅ懎绠氶柡鍐ㄧ墛閺呮煡鏌涢妷鈺婃閹兼潙锕濠氬磼濞嗘帒鍘$紓渚囧櫘閸ㄨ泛鐣峰┑瀣櫇闁稿本姘ㄩˇ顓炩攽閻愬弶顥為柟绋挎憸缁牊寰勯幇顓犲帾闂佸壊鍋呯换鍐夐幘瓒佺懓饪伴崟顓犵厑闂侀潧娲ょ€氫即鐛Ο鍏煎磯闁烩晜甯囬崹浠嬪蓟濞戞鐔兼惞鐟欏嫭鍠栨俊鐐€戦崝濠囧磿閻㈢ǹ绠栨繛鍡樻尭缁犵敻鏌熼悜妯诲鞍妞ゆ柨瀚板娲礈瑜忕敮娑㈡煟濡ゅ啫鈻堢€殿喛顕ч埥澶娢熼柨瀣垫綌闂備礁鎲¢〃鍫ュ磻閻愮儤鍊堕柛顐ゅ枔缁犻箖鎮楅悽鐧诲綊顢撳畝鍕厱婵炲棗绻愰弳娆愩亜椤愩垻绠婚柟鐓庣秺瀹曠兘顢橀悪鍛簥濠电姵顔栭崰妤呫€冮崨顓囨稑鈻庨幘鏉戜患闂佸壊鍋呭ú姗€鍩涢幋鐘电=濞达絿娅㈡笟娑欑箾閸喐顥堥柡灞诲姂瀵挳濡搁妶澶婁粣闂備胶绮笟妤呭窗濞戞氨涓嶆繛鎴炃氬Σ鍫熺箾閸℃ê鐏ュ┑顔芥倐閺岋絾鎯旈敍鍕殯闂佺ǹ楠稿畷顒冪亱閻庡厜鍋撻柛鏇ㄥ亞椤斿棗鈹戦悙鍙夆枙濞存粍绻堥崺娑㈠箣閿旂晫鍘卞┑鐐村灦閿曨偊宕濋悢铏圭<闁绘ǹ娅曞畷宀勬煙椤旂瓔娈旀い顐g箞閹剝鎯旈敍鍕綁闂傚倷娴囧銊х矆娴h櫣鐭撻柣鐔煎亰閸ゆ洘銇勯弴妤€浜鹃悗瑙勬礃鐢帡銈导鏉戞そ闁告劦浜滅花銉╂⒒閸屾艾鈧绮堟笟鈧獮鏍敃閵堝棗浠忓銈嗗姧缁犳垹澹曢崸妤佺厵闁诡垱婢樿闂佺ǹ顑傞弲婊呮崲濞戞﹩鍟呮い鏃囧吹閸戝綊姊虹紒妯诲鞍缂佸鍨垮﹢渚€姊洪幐搴g畵闁瑰啿绻橀獮澶愬箹娴e憡鐎梺鍓插亝閹﹪寮崼鐔蜂汗闂傚倸鐗婄粙鎰垝鐠鸿 鏀介柣鎰级閳绘洟鏌涘▎蹇撴殻濠碘€崇摠缁楃喖鍩€椤掆偓椤曪絾绂掔€e灚鏅i梺缁樺姍濞佳囩嵁閹扮増鈷掑ù锝呮啞閸熺偤鏌涢弮鈧崹鍨暦濠靛棭鍚嬪璺侯儏閳ь剙鐖奸弻娑㈩敃閻樻彃濮曢梺绋匡功閺佸骞冨畡鎵虫瀻闊洦鎼╂禒鍓х磽娴f彃浜鹃梺鍛婂姀閺傚倹绂嶅⿰鍫熺厪濠电偛鐏濋崝鐢告椤掑澧い銊e劦閹瑧鎷犺閸氼偊鎮楀▓鍨灆缂侇喗鐟╅妴浣割潨閳ь剟骞冨▎鎾搭棃婵炴垶岣块鍥⒒閸屾艾鈧绮堟笟鈧獮澶愭晸閻樿尙顦梺纭呮彧缁犳垹绮堟径鎰婵烇綆鍓欐俊鑲╃棯閹呯Ш闁哄被鍔戦幃銈夊磼濞戞﹩浼�

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