【題目】如圖甲所示，圓盒為電子發(fā)射器，厚度為h，M處是電子出射口，它是寬度為d、長(zhǎng)為圓盒厚度的狹縫。其正視截面如圖乙所示，D為絕緣外殼，整個(gè)裝置處于真空中，半徑為a的金屬圓柱A可沿半徑向外均勻發(fā)射速率為v的低能電子；與A同軸放置的金屬網(wǎng)C的半徑為b。不需要電子射出時(shí)，可用磁場(chǎng)將電子封閉在金屬網(wǎng)以內(nèi)；若需要低能電子射出時(shí)，可撤去磁場(chǎng)，讓電子直接射出；若需要高能電子，撤去磁場(chǎng)，并在A、C間加一徑向電場(chǎng)，使其加速后射出。不考慮A、C的靜電感應(yīng)電荷對(duì)電子的作用和電子之間的相互作用，忽略電子所受重力和相對(duì)論效應(yīng)，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e。

（1）若需要速度為kv (k >1) 的電子通過(guò)金屬網(wǎng)C發(fā)射出來(lái)，在A、C間所加電壓U是多大？

（2）若A、C間不加電壓，要使由A發(fā)射的電子不從金屬網(wǎng)C射出，可在金屬網(wǎng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域加垂直于圓盒平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值；

（3）若在C、A間不加磁場(chǎng)，也不加徑向電場(chǎng)時(shí)，檢測(cè)到電子從M射出形成的電流為I，忽略電子碰撞到C、D上的反射效應(yīng)和金屬網(wǎng)對(duì)電子的吸收，以及金屬網(wǎng)C與絕緣殼D間的距離，求圓柱體A發(fā)射電子的功率P。

【答案】（1）=（2）（3）

【解析】(1) 對(duì)電子經(jīng)CA間的電場(chǎng)加速時(shí)，由動(dòng)能定理得

所需加速電壓為U=

(2)電子在CA間磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡圓與金屬網(wǎng)相切時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BC。設(shè)此軌跡圓的半徑為r，則

解得

解得最小磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

(3)設(shè)時(shí)間t內(nèi)由M口射出的電子數(shù)為n，則

設(shè)時(shí)間t內(nèi)從A中發(fā)射的電子數(shù)為N

圓柱體A發(fā)射電子的功率為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖（甲）是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理圖，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，光電流與電壓的關(guān)系可用圖（乙）所示的曲線表示，圖中橫軸U表示光電管陽(yáng)極和陰極間的所加電壓，縱軸I表示光電流的強(qiáng)度，下面關(guān)于曲線a、b、c對(duì)應(yīng)色光的相關(guān)說(shuō)法中正確的是

A. b的遏止電壓低，a和c的遏止電壓高

B. 遏止電壓與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)

C. a和c是同種色光，且a比c光的強(qiáng)度要強(qiáng)

D. b和c是同種色光，且b比c光的強(qiáng)度要強(qiáng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)電源在外電阻不斷變化時(shí)，內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關(guān)系分別用拋物線C1、C2表示．由該圖可知(　　)

A. 電源的電動(dòng)勢(shì)為8 V

B. 電源的內(nèi)電阻為1 Ω

C. 電源輸出功率的最大值為4 W

D. 電源消耗的最大功率為8 W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體導(dǎo)電是由其中的自由電荷定向移動(dòng)引起的，這些可以移動(dòng)的自由電荷又叫載流子．金屬導(dǎo)體的載流子是自由電子，現(xiàn)代廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料分為兩大類：一類是N型半導(dǎo)體，它的載流子為電子；另一類是P型半導(dǎo)體，它的載流子為“空穴”，相當(dāng)于帶正電的粒子，如果把某種材料制成的長(zhǎng)方體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，且與前后側(cè)面垂直，長(zhǎng)方體中通有方向水平向右的電流，設(shè)長(zhǎng)方體的上下表面M、N的電勢(shì)分別為φM和φN，則下列判斷中正確的是（ ）

A. 如果是P型半導(dǎo)體，有φM＞φN

B. 如果是N型半導(dǎo)體，有φM＜φN

C. 如果是P型半導(dǎo)體，有φM＜φN

D. 如果是金屬導(dǎo)體，有φM＜φN

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】示波器的核心部件是示波管，其內(nèi)部抽成真空，圖17是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。熾熱的金屬絲可以連續(xù)發(fā)射電子，電子質(zhì)量為m，電荷量為e。發(fā)射出的電子由靜止經(jīng)電壓U1加速后，從金屬板的小孔O射出，沿OO′進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)是由兩個(gè)平行的相同金屬極板M、N組成，已知極板的長(zhǎng)度為l，兩板間的距離為d，極板間電壓為U2，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的右端到熒光屏的距離為L。不計(jì)電子受到的重力和電子之間的相互作用。

（1）求電子從小孔O穿出時(shí)的速度大小v0；

（2）求電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y；

（3）若將極板M、N間所加的直流電壓U2改為交變電壓u=Umsint，電子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于交流電的周期T，且電子能全部打到熒光屏上，求電子打在熒光屏內(nèi)范圍的長(zhǎng)度s。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在物理課外活動(dòng)中，某物理興趣小組根據(jù)所學(xué)知識(shí)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的歐姆表，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，其中選用的電流表的滿偏電流為1mA，歐姆表盤尚未刻度。

(1)為了測(cè)量該歐姆表的內(nèi)阻和表內(nèi)電源電動(dòng)勢(shì)，甲同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①將A、B接線柱短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏；

②將A、B接線柱同一電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針剛好指在表盤的中間刻度處，此時(shí)電阻箱的電阻值為3000Ω。

③計(jì)算該歐姆表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V．

(2)乙同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)想利用該歐姆表測(cè)一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的未知電源電動(dòng)勢(shì)。于是將該歐姆表調(diào)零后，分別用A、B接線柱與未知電源的正、負(fù)極連接，若指針指在所示位置，則待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為______V．（保留兩位有效數(shù)字）。

(3)為探究該實(shí)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)是否準(zhǔn)確，丙同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)：電路圖如圖所示：其中E為供電電源，ES為電動(dòng)勢(shì)已知的標(biāo)準(zhǔn)電源（其電動(dòng)勢(shì)用ES表示），Ex是待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的電源，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，G為靈敏電流及，B為滑動(dòng)觸頭，AC是一條粗細(xì)均勻的電阻線。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將K合向觸點(diǎn)1，調(diào)節(jié)C，使得G的示數(shù)為0；并測(cè)得C到A的距離為L1

②將K合向觸點(diǎn)2，調(diào)節(jié)C，使得G的示數(shù)為0；并測(cè)得C到A的距離為L2,則待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為______。（用ES、L1、L2表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量分別為2kg和3kg的物塊A、B放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧相連，如圖所示，今對(duì)物塊A、B分別施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N、 F2＝10 N，則下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 彈簧的彈力大小為16N

B. 如果只有F1作用，則彈簧的彈力大小變?yōu)?/span>12N

C. 若把彈簧換成輕質(zhì)繩，則繩對(duì)物體的拉力大小為零

D. 若F1＝10 N、 F2＝20 N，則彈簧的彈力大小不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1，之后進(jìn)入電場(chǎng)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上．整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么(　　)

A. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多

B. 三種粒子一定打到屏上的同一位置

C. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

D. 三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地．兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能， 若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離x0的過(guò)程中，各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像中正確的是(　　)

A. B.

C. D.

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