考前针对性练习十(联系实际)1.阴极射线管

1、考前针对性练习十(联系实际)1.阴极射线管。2019年西城一模图1是示波管的原理图，它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX?、YY?组成。偏转电极的极板都是边长为I的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d。电极YY?的右端与荧光屏之间的距离为L。这些部件处在同一个真空管中。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转。荧光屏上有xoy直角坐标系，x轴与电极XX?的金属板垂直(其正方向由X?旨向X)，y轴与电极YY?的金属板垂直(其正方向由Y?旨向Y)。已知电子的电量为e,质量为m。可忽略电子刚离开金

2、属丝时的速度，并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响。YX_十-.1:应：；序,L-(加速电极1；1"(1) 若加速电极的电压为Uo,两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块金属板，并最终打在xoy坐标系的坐标原点。求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小；(2) 若再在偏转电极YY?之间加恒定电压5,而偏转电极XX?之间不加电压，求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离；(3) (i)若偏转电极XX?之间的电压变化规律如图2所示，YY?之间的电压变化规律如图3所示。由于电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且此过程中可认为偏转极板间的电压

3、不变。请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形；(ii)要增大屏幕上图形在y方向的峰值，若只改变加速电极的电压U。、YY?之间电压的峰值Uy、电极XX?之间电压的峰值Ux三个量中的一个，请说出如何改变这个物理量才能达到目的。图42.密立根油滴实验。20佃西城一模1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值倍，于是称这一数值e为基本电荷。如图所示，两块完全相同的金属极正对着水平放置，小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，

4、通过某一段距离所用时间为ti;当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间ti内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为go（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；（2）求上述油滴所带的电荷量Q；（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。e的整数板间的距离为do当质量为m的微喷雾器显微镜d一：4再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量Qi如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e（保留到小数点后两位）。实验次序12345电荷量Qj(10-18C)0.951.101.411.57

5、2.023. 质谱仪。2019年东城期末在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计。（1）设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为：.38Um_B2d2（2）若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变。要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上（MN足够长），求磁场区域的半径应满足的条件。H+L加速电场M-NG/偏转

6、磁场»-*««甲MGN乙4. 回旋加速器。6. 磁流体发电机。2004年天津理综磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为丨、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B,方向如图所示。发电导管内有电阻率为r的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且

7、不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正F多大;比，发电导管两端的电离气体压强差.沖维持恒定，求:（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。5. 如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m,长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U;输出电流正比于光电

8、池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成'-60时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。（2）当二变成45时，通过调整电路使导体棒«保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出o:多少额外电功率？/J"/9三°.|）A解析：（1）导体棒受力如图tanrBIL2.mgtanrImgBL2=、.3mg/BL2BIL2光电池输出功率

9、（即光电池板接收到的光能对应的功率）为P=IUf3mgU/BL2mg（2）维持导体棒平衡需要的电流为mgtan45BL2=mg/BL2II而当二变为45时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大.需要在导体棒两端并联一个电阻，题目要求的就是这个电阻上的功率。由并联电路特点得：光电池提供的总电流I总二rI额外以下关键是求I总光电池输出功率为P=I总U（P为当二变成45时，光电池板接收到的光能对应的功率。）已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定（设为Po）由右图可知P=P01丄2cos60P=P0L|L2cos45已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能P_cos601Pcos45.2

10、=1总二，2I=、6mg/BLI额二I总-I=（、6-1）mg/BL2光电池能提供的额外功率为p额二I额U=（6-1）mgU/BL26蓄能电站在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图，蓄水池（上游水库）可视为长方体，有效总库容量（可用于发电）为V，蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d。统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4X10KWh，年发电量为1.8X108KWh。则下列计算结果正确的是（水的密度为p,重力加速度为g

11、,涉及重为势能的计算均以下游水面为零势能面）A能用于发电的水最大重力势能Ep二VgHB能用于发电的水的最大重力势能Ep二pV（H-一）2C.电站的总效率达75%D该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105kW计）约10h。答案：BC7. 欧洲试验海下“风车”发电欧洲科学家最近开发出一种利用海水潮汐能发电的新技术，将一个开放式的“风车”放置海底，利用海水的流动来转动叶片使之发电。科研人员已开发出第一台试验样机，并于近日在英国西海岸试运行。这项耗资600万欧元的研究项目由德国、英国和欧盟提供资助，数家欧洲研究机构参与。首台被命名为“海流”的试验样机安置在英国西海岸布里斯托尔湾海面下20米深处。机组形状宛如一个倒立的风车，其叶片直径为11米，以每分钟15转的速度随海水水流旋转。考虑到海水涨落变化，风车上端固定竖塔有5至10米露在水面以上。科学家说，由于海下“风车”的叶片转动装置是开放式的，因此不用建造水坝。此外，由于海水水流中的能量密度在同比情况下比空气大许多，因此发电设备尺寸相对较小。比如，同为一兆瓦的普通发电机组，风力发电机风车的