(2015•资阳模拟)如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最

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≮逍♂遥≯
≮逍♂遥≯ 2023-03-17 08:39
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  • 2023-03-17 08:50

    (2015•资阳模拟)如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上,关于电子的运动,则下列说法中正确的是(  )A.滑动触头向右移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升C.电压U增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D.电压U增大时,其他不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变

    解题思路:粒子在电场中加速时,滑动触头向右移动时,加速电压增大,加速后速度变大,粒子在偏转电场中运动时间变短,粒子在平行偏转电场方向的位移减小.同理触头向左移动时,加速电压减小,加速后速度变小,粒子在电场中运动时间变长,粒子在平行偏转电场方向的位移增大;当加速电压不变时,偏转电压变化,影响平行电场方向的电场力的大小,也就是影响加速度的大小,粒子在电场中运动时间不变,改变偏转的位移大小.

    由题意知,电子在加速电场中加速运动,根据动能定理得:eU加=

    1

    2mv2,电子获得的速度为:v=

    2eU加

    m

    电子进入偏转电场后做类平抛运动,也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为:a=

    eU

    md,

    电子在电场方向偏转的位移为:y=

    1

    2at2.

    垂直电场方向做匀速直线运动,粒子在电场中运动时间为t=

    L

    v

    又因为偏转电场方向向下,所以电子在偏转电场里向上偏转.

    A、滑动触头向右移动时,加速电压变大,所以电子获得的速度v增加,由上式得知,电子在电场中运动时间t减少,故电子偏转位移y变小,因为电子向上偏转,故在屏上的位置下降,故A错误;

    B、滑动触头向左移动时,加速电压变小,所以电子获得的速度v减小,由上式得知,电子在电场中运动时间t增大,故电子偏转位移y变大,因为电子向上偏转,故在屏上的位置上升,故B正确;

    C、偏转电压增大时,电子在电场中受到电场力增大,即电子偏转的加速度度a增大,又因为加速电压不变,电子进入电场的速度没有变化,电子在电场中运动的时间t没有发生变化,故C正确;

    D、偏转电压增大时,电子在电场中受到的电场力增大,即电子偏转的加速度a增大,又因为电子获得的速度v不变,电子在电场中运动的时间不变,a增大,而电子打在屏上的速度为v=

    v2+(at)2,故电子打在屏上的速度增大,故D错误;

    故选:BC

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理.

    考点点评: 电子在加速电场作用下做加速运动,运用动能定理可得电子获得的速度与加速电场大小间的关系,电子进入偏转电场后,做类平抛运动,运动时间受电场的宽度和进入电场时的速度所决定,电子在电场方向偏转的距离与时间和电场强度共同决定.熟练用矢量合成与分解的方法处理类平抛运动问题.

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