发布时间 : 星期三 文章2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题1.31示波器(电磁部分)(含解析)更新完毕开始阅读72a6c74e8ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6eebe
出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。
(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy；
(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，请利用下列数据分析说明其原因。已知U＝2.0×10 V，d＝4.0×10 m，m＝9.1×10＝10 m/s。
(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φG的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。 12
【名师解析】：(1)根据功和能的关系，有eU0＝mv0
2
电子射入偏转电场的初速度v0＝ 2eU0
2
2
－2
－31
kg，e＝1.6×10
－19
C，gmLv0
在偏转电场中，电子的运动时间Δt＝＝L1UL2
偏转距离Δy＝a(Δt)＝。
24U0d(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有 重力G＝mg～10
－29
2
m 2eU0
N N
电场力F＝～10
eUd－15
由于F?G，因此不需要考虑电子所受重力。
(3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值， 即φ＝
由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值，叫做“重力势”，即φG＝。
电势φ和重力势φG都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定。 答案：(1) 2eU0
EpqEGmUL2 (2)(3)见解析 m4U0d4.（2017北京海淀二模）（16分）如图所示，真空玻璃管内，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不
计）经阳极A与阴极K之间的电压U1形成的加速电场加速后，从阳极A的小孔射出，由水平放置的平行正对偏转极板M、N的左端中点以平行于极板的方向射入两极板之间的区域。若M、N两极板间无电压，电子将沿水平直线打在荧光屏上的O点；若在M、N两极板间加电压U2，形成平行纸面的偏转电场，则电子将打在荧光屏上的P点；若在M、N极板间加电压U2的同时，再加方向垂直纸面的匀强磁场，则电子将能重新打在荧光屏上的O点。已知电子质量为m，电荷量为e，M、N两极板长均为L1、两极板间距离为d，极板右端到荧光屏的距离为L2。
（1）忽略电子所受重力及它们之间的相互作用力，求： ①电子从阳极A小孔射出时速度v0的大小；
②电子重新打在荧光屏上O点时，所加匀强磁场的磁感应强度B的大小。
（2）在解决一些实际问题时，为了简化问题，常忽略一些影响相对较小的量，这对最终的计算结果并没有太大的影响，因此这种处理是合理的。如在计算电子打在荧光屏上的位置时，对于电子离开M、N板间的偏转电场后运动到荧光屏的过程，可以忽略电子所受的重力。请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。已知U2=2.0×10V，d=4.0×10m，m=9.1×10kg，e=1.6×10C，L1=5.0×10m，L2=0.10m，重力加速度g=10m/s。
【名师解析】（1）① 对于电子在加速电场中的加速过程，根据动能定理有
2
2
-2
-31
-19
-2
eU1=
12
mv0………………………………（3分） 22eU1………………………………（1分） m解得 v0=
② 加磁场后，电子沿水平方向以v0做匀速直线运动，所受合力为零………………（2分） 即eU2/d=ev0B………………………（2分） 解得 B=U2dm……………………………（2分） 2eU1（2）电子通过偏转电场的时间t1=L1/v0……………（1分） 电子离开偏转电场时沿垂直偏转极板方向的速度分量vy=ayt1=
eU2L1…………（2分）
dmv0电子离开偏转电场到荧光屏的运动时间 t2=L2/v0…………………………………（1分） 若不计重力，电子离开偏转电场到荧光屏的过程中，沿垂直偏转极板方向的位移
y1=vyt2=
eU2L1L2………………………………（1分） 2dmv0若考虑到重力的作用，则电子离开偏转电场到荧光屏的过程中，沿垂直偏转极板方向的位移
12eU2L1L21L22y2=vyt2+gt2=+g2…（1分） 2dmv022v0由于重力影响，电子离开偏转电场到荧光屏的过程中，沿垂直偏转极板方向位移增加量为
1L22Δy=y2-y1=g2
2v0由于重力的影响，电子离开偏转电场到荧光屏的过程中，沿垂直偏转极板方向位移的增加量与忽略电子所受重力时的位移的比值
≈10…………………………………（1分）
-14
即重力对电子打在荧光屏上的位置影响非常小，所以计算电子偏转量时可以忽略电子所受的重力。…………………………………………………
5.（16分）（2019南京三模）电视机显像管原理如图所示，圆形磁场区域半径为R，磁感应强度大小为B0，垂直纸面向外。在磁场右边距离圆心2R处有一竖直放置的足够大的接收屏，过磁场区域圆心O的水平直线与接收屏相交于O1．以O1为坐标原点沿接收屏竖直向上建立y轴，电子枪水平放置于OO1连线上，电子由静止开始经电子枪加速后从A点射入磁场，并从磁场区域最高点C射出。已知电子电荷量大小为e，质量为m。
（1）求电子枪加速电压U0；
（2）为使电子打在接收屏上的不同位置，需要调节磁感应强度，求粒子打在屏上的位置y和磁感应强度B的关系；
（3）若不慎将电子枪沿竖直方向向上平移了一段距离h＝，为控制电子打在接收屏上y＝R位置处，需要将磁感应强度B调节为多少？ （参考公式：tan2θ＝
，cos2θ＝
）
【名师解析】（1）根据几何关系可得电子在磁场中运动的半径：r＝R 根据洛伦兹力提供向心力可得：evB0＝m根据动能定理可得eU0＝mv
2
由以上三式得U0＝；
（2）粒子运动轨迹如左图所示， y＝2Rtan2θ＝2R由r＝
＜∝
可得tan θ＝＝
故y＝4R （|B|＜B0）
（3）如右图所示，由于sin α＝＝ 解得α＝30°
y＝h+（htan β+2R）tan 2β＝h+（htan β+2R）即4tanβ+4tan β﹣3＝0 解得tan β＝或﹣（舍去） 由于r′＝解得r′＝（由于evB＝m
﹣h ﹣0.5）R
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