Question

05（河北、河南、安徽、山西）16 ．（20分） 圖1中B為電源，電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻，R₂

為光敏電阻。C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長，兩極板的間距。S為屏，與極板垂直，到極板的距離。P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過扇形a、b、c照射光敏電阻R₂時(shí)，R₂的阻值分別為1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量，電子，電子質(zhì)量。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力。假設(shè)照在R₂上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R₂阻值立即有相應(yīng)的改變。

（1）設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過b照射到R₂上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y。（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。

（2）設(shè)轉(zhuǎn)盤按圖1中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上，畫出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線（0—6s間）。要求在y軸上標(biāo)出圖線最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值。（不要求寫出計(jì)算過程，只按畫出的圖線評(píng)分。）

Answer 1

（1）設(shè)電容器C兩板間的電壓為U，電場強(qiáng)度大小為E，電子在極板間穿行時(shí)y方向上的加速度大小為a , 穿過C的時(shí)間為t₁，穿出時(shí)電子偏轉(zhuǎn)的距離為y₁ ,

U=

E=

eE=ma

t₁=

y₁=at₁²

由以上各式得

y₁=()

代人數(shù)據(jù)得    y₁=4.8×10^-3m

由此可見y₁＜d，電子可通過C。

設(shè)電子從C穿出時(shí)，沿y 方向的速度為v_y，穿出后到達(dá)屏S所經(jīng)歷的時(shí)間為t₂，在此時(shí)間內(nèi)電子在y 方向移動(dòng)的距離為y₂，

v_y=at

t₂=

y₂=v_yt₂

由以上有關(guān)各式得y₂=()

代人數(shù)據(jù)得  y₂=1.92×10^-2m

由題意  y = y₁＋y₂=2.4×10^-2m 。

( 2 )如圖所示。