2021年江西省高考物理电场复习题
6.如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出打在距离偏转板右侧为S的竖直屏幕上。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U1;偏转电场极板间电压为U2,极板长度为L,板间距为d; (1)忽略电子所受重力,求电子从电场射出后打在竖直屏幕上的竖直偏转距离△y; (2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请说明忽略重力的原因。已知U2=2.0×102V,d=4.0×102m.m=9.1×10
﹣
﹣31
kg,e=1.6×10
﹣19
C,g=10m/s2。
(3)地球表面沟壑丛生,既有高山,又有大海,但平时我们都把地球看作一个圆球。已知地球最高峰珠穆朗玛峰高度8844.43m,地球平均半径6371.393km,请你用分析物理量的数量级的方法,说明把地球视作一个圆球的原因。
【解答】解:(1)电子在加速电场中加速的过程,只有电场力做功,根据动能定理得: eU1=2mv02 解得:v0=√
2????1。 ??????=L√。 ??02????1
1
电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,则有:t=偏转电场的电场强度为:E=
??2 ??????2 ????????2= ??????1
则电子受到的电场力为:F=eE=
电子在偏转电场中的加速度为:a=
电子在离开偏转电场时的纵向偏移量 y=2????2
??2??2
解得 y=4????
1
电子离开偏转电场时速度的反向延长线经过水平中轴线的中点,根据相似三角形得:
??△??
=
1??+??21??2 第 1 页 共 2 页
解得△y=
(??+2??)??2??
4??1??﹣
﹣31
(2)已知U2=2.0×102V,d=4.0×102m,m=9.1×10电子所受的重力为:G=mg=9.1×10
﹣31
kg,e=1.6×10N
﹣19
C,g=10m/s2。
×10N=9.1×10
﹣30
????21.6×10?19×2.0×102﹣16电子受到的电场力为:F电=??=N=8×10N ?24.0×10
则
????电=
9.1×10?308×10?16
≈10
﹣14
;
因为F电>>G,所以重力可忽略不计。
(3)已知珠穆朗玛峰高度为 h=8844.43m,地球平均半径为 R=6371.393km,直径为 D=2R=2×6371.393km≈1.2743×107m 则
???
=
8844.431.2743×107≈6.94×104
﹣
因为h<<D,所以相比于地球直径来说,地球最高峰珠穆朗玛峰的高度可忽略不计,把地球视作一个圆球的原因。 答:
(1)电子从电场射出后打在竖直屏幕上的竖直偏转距离△y为(2)忽略重力的原因是电子的重力远小于电场力。 (3)见上。
(??+2??)??2??4??1??
;
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