题目

图中B为电源，电动势ε=27 V，内阻不计。固定电阻R1=500 Ω,R2为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.0×10-2 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。S为屏，与极板垂直，到极板的距离l2=0.16 m。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA′轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1 000 Ω、2 000 Ω、4 500 Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×106 m/s连续不断地射入C。已知电子电量e=1.6×10-19C，电子质量m=9×10-31 kg忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变。 (1)设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。(计算结果保留两位有效数字)。(2)设转盘按上图中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在下图给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线(0—6 s间)。要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值(不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。) 答案：解析：(1)设电容器C两板间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a,穿过C的时间为t1，穿出时电子偏转的距离为y1,U=E=eE=mat1=y1=由以上各式得y1=代入数据得y1=4.8×10-3 m由此可见y1＜d,电子可能过C。设电子从C穿出时，沿y方向的速度为vy,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2,vy=at1t2=y2=vyt2由以上有关各式得y2=代入数据得y2=1.92×10-2 m由题意y=y1+y2=2.4×10-2 m(2)如下图所示答案：(1)2.4×10-2  (2)见解析(2)

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