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如圖所示,A板發出的電子經加速后,水平射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在光屏P上,關于電子的運動,則下列說法中正確的是(  )
分析:粒子在電場中加速時,滑動觸頭向右移動時,加速電壓增大,加速后速度變大,粒子在偏轉電場中運動時間變短,粒子在平行偏轉電場方向的位移減小.同理觸頭向左移動時,加速電壓減小,加速后速度變小,粒子在電場中運動時間變長,粒子在平行偏轉電場方向的位移增大;當加速電壓不變時,偏轉電壓變化,影響平行電場方向的電場力的大小,也就是影響加速度的大小,粒子在電場中運動時間不變,改變偏轉的位移大小.
解答:解:由題意知,電子在加速電場中加速運動,根據動能定理得:eU=
1
2
mv2
,電子獲得的速度為v=
2eU
m

電子進入偏轉電場后做類平拋運動,也就是平行電場方向做初速度為0的勻加速直線運動,加速度為a=
eU
md

電子在電場方向偏轉的位移為:y=
1
2
at2

垂直電場方向做勻速直線運動,粒子在電場中運動時間為 t=
L
v

又∵偏轉電場方向向下,∴電子在偏轉電場里向上偏轉.
A、滑動觸頭向右移動時,加速電壓變大,所以電子獲得的速度v增加,由上式得知,電子在電場中運動時間t減少,故電子偏轉位移y變小,因為電子向上偏轉,故在屏上的位置下降,故A錯誤;
B、滑動觸頭向左移動時,加速電壓變小,所以電子獲得的速度v減小,由上式得知,電子在電場中運動時間t變大,故電子偏轉位移y變大,因為電子向上偏轉,故在屏上的位置上升,故B正確;
C、偏轉電壓增大時,電子在電場中受到的電場力增大,即電子偏轉的加速度a增大,又因為電子獲得的速度v不變,電子在電場中運動的時間不變,a增大,而電子打在屏上的速度為
v2+(at)2
,故電子打在屏上的速度增大,故C錯誤;
D、偏轉電壓增大時,電子在電場中受到電場力增大,即電子偏轉的加速度度a增大,又因為加速電壓不變,電子進入電場的速度沒有變化,電子在電場中運動的時間t沒有發生變化,故D正確.
故選:BD.
點評:電子在加速電場作用下做加速運動,運用動能定理可得電子獲得的速度與加速電場大小間的關系,電子進入偏轉電場后,做類平拋運動,運動時間受電場的寬度和進入電場時的速度所決定,電子在電場方向偏轉的距離與時間和電場強度共同決定.熟練用矢量合成與分解的方法處理類平拋運動問題.
練習冊系列答案
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A.滑動觸頭向右移動時,其他不變,則電子打在熒光屏上的位置上升

B.滑動觸頭向右移動時,其他不變,則電子通過磁場區所用時間不變

C.若磁場的磁感應強度增大,其他不變,則電子打在熒光屏上的速度大小不變

D.若磁場的磁感應強度增大,其他不變,則電子打在熒光屏上的速度變大

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同步練習冊答案
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