Question

【題目】圖甲中B為電源，電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)．固定電阻，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(zhǎng)，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(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻時(shí)，的阻值分別為、、．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)照在上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)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(guò)b照射到上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離（計(jì)算結(jié)果保留

兩位有效數(shù)字）．

(2)設(shè)轉(zhuǎn)盤按圖甲中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3s轉(zhuǎn)一圈．取光束照在a、b分界處時(shí)，試在圖乙給出的坐標(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）．要求在y軸上標(biāo)出圖線上最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值（不要求寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

【答案】（1）（2）見(jiàn)解析

【解析】

試題（1）設(shè)電容器C兩板間的電壓為U，電場(chǎng)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(guò)C的時(shí)間為t1，穿出時(shí)電子偏轉(zhuǎn)的距離為y1，

由以上各式得代入數(shù)據(jù)可得

由此可見(jiàn)，電子可通過(guò)C。

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

由以上關(guān)系式得

代入數(shù)據(jù)得

由題意得

（2）如圖所示。