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高中物理
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综合题
1.
(2022高二上·金华期末)
如图甲所示,正方形荧光屏
abcd
与正方形金属板相距
水平平行放置,二者的边长均为
L
。金属板的中心开有小孔,小孔正下方有一通电金属丝可持续发射热电子,金属丝与金属板之间加有恒定电压
U
。以金属板中心小孔为坐标原点,沿平行于金属板两边和垂直金属板方向建立
x
、
y
和
z
坐标轴,电子从金属丝发射经小孔沿
z
轴正方向射入磁场区域,测得电子经电场加速后经过小孔时的速度大小介于
v
与
之间。
z
轴与荧光屏的交点为
s
, 金属板与荧光屏之间存在磁场(图中未画出),其磁感应强度沿
z
轴方向的分量始终为零,沿
x
轴和
y
轴方向的分量
和
随时间周期性变化规律如图乙所示,图中
。已知电子的质量为
m
、电荷量大小为
e
, 忽略电子间的相互作用,且电子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期
T
, 可认为电子在磁场运动过程中磁感应强度不变。求:
(1) 从金属丝发射的电子的初速度大小范围;
(2)
时以
速度进入磁场的电子打在荧光屏上的位置坐标;
(3)
时以
v
与
速度进入磁场的两个电子打在荧光屏上时的时间差;
(4) 请在荧光屏的俯视图丙中定性画出电子在荧光屏上出现的位置。(不要求计算过程)
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