Question

【題目】圖甲中B為電源，電動勢，內阻不計．固定電阻，為光敏電阻．C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長，兩極板的間距．S為屏，與極板垂直，到極板的距離．P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個扇形a、b和c構成，它可繞軸轉動．當細光束通過扇形a、b、c照射光敏電阻時，的阻值分別為、、．有一細電子束沿圖中虛線以速度連續不斷地射入C．已知電子電量，電子質量．忽略細光束的寬度、電容器的充電放電時間及電子所受的重力．假設照在上的光強發生變化時阻值立即有相應的改變．

（1）設圓盤不轉動，細光束通過b照射到上，求電子到達屏S上時，它離O點的距離（計算結果保留

兩位有效數字）．

(2)設轉盤按圖甲中箭頭方向勻速轉動，每3s轉一圈．取光束照在a、b分界處時，試在圖乙給出的坐標紙上，畫出電子到達屏S上時，它離O點的距離y隨時間t的變化圖線（0～6s）．要求在y軸上標出圖線上最高點與最低點的值（不要求寫出計算過程）．

Answer 1

【答案】（1）（2）見解析

【解析】

試題（1）設電容器C兩板間的電壓為U，電場強度大小為E，電子在極板間穿行時y方向上的加速度大小為a，穿過C的時間為t1，穿出時電子偏轉的距離為y1，

由以上各式得代入數據可得

由此可見，電子可通過C。

設電子從C穿出時，沿y方向的速度為，穿出后到達屏S所經歷的時間為，在此時間內電子在y方向移動的距離為，

由以上關系式得

代入數據得

由題意得

（2）如圖所示。