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2019-2020年高中物理 3.1電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義自我小測 滬科版選修3-5 1如圖所示，電子在電勢差為U1的電場加速后，垂直射入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場。在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是(　　) A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小 2(1)向熒光屏上看去，電子向我們飛來，在偏轉(zhuǎn)線圈中通以如圖所示電流，電子的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)?　　) A．向上　　　　　B．向下 C．向左　　　 D．向右 (2)如果發(fā)現(xiàn)電視畫面的幅度比正常偏小，可能是下列哪些原因引起的(　　) A．電子槍發(fā)射能力減小 B．加速電壓的電壓過高，電子速度偏大 C．偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，偏轉(zhuǎn)線圈匝數(shù)減少 D．偏轉(zhuǎn)線圈電流過小，偏轉(zhuǎn)磁場減弱 3如圖所示，光電管的陰極被某種頻率的光照射后，能產(chǎn)生光電效應(yīng)。陰極K上的電子被激發(fā)逸出表面(初速度為零)，經(jīng)加速電壓U加速后達(dá)到陽極A上，并立即被A吸收。若電流大小為I，電子電荷量為e，質(zhì)量m，求： (1)A極在單位時間內(nèi)所受的沖量為__________。 (2)陰極K的材料原來為銣，現(xiàn)改為銫。若照射光的頻率保持不變，則A受到的光壓將__________(填“增大”或“減小”)。 4已知電子質(zhì)量為9.110－31 kg，電荷量為－1.610－19 C，當(dāng)氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時的軌道半徑為0.5310－10 m時，則該電子繞核運(yùn)動的速度為__________、頻率為____________、動能為__________、等效電流為________。(靜電力常量k＝9.0109 Nm2/C2) 5湯姆生認(rèn)為陰極射線發(fā)射的物質(zhì)是電子而不是原子，是因?yàn)開___________________ _________________。 6一束電子流平行于如圖所示的極板射入，極板P、P′間同時存在勻強(qiáng)電場E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B時，電子流不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；極板間只存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁碭B時，電子流穿出平行板電容器時的偏向角θ＝rad。已知極板長L＝3.010－2 m，電場強(qiáng)度大小為E＝1.5104V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝5.010－4T。求電子比荷。 7美國科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)首次測得電子電量。油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源相連，上下板分別帶正、負(fù)電荷。油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，經(jīng)上板中央小孔落到兩板間的勻強(qiáng)電場中，通過顯微鏡可以觀察到它運(yùn)動的情況。兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和阻力。 (1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢差U，當(dāng)U＝U0時，使得某個質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動，求該油滴所帶的電荷量。 (2)若油滴進(jìn)入電場時的初速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢差U＝U1時，觀察到某個質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場后做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時間t運(yùn)動到下極板，求此油滴所帶的電荷量。 參考答案 1解析：要使電子的偏轉(zhuǎn)角變大，可以由兩種途徑：①減小U1使發(fā)射速度減小，從而增加偏轉(zhuǎn)時間。②增大U2增加偏轉(zhuǎn)力，綜合分析得B正確。 答案：B 2解析：(1)根據(jù)安培定則，環(huán)形磁鐵右側(cè)為N極、左側(cè)為S極，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生水平向左的勻強(qiáng)磁場，利用左手定則可知，電子向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確。 (2)電視畫面幅度減小是由于偏轉(zhuǎn)角太小引起的。其原因一是因?yàn)殡娮拥乃俣忍螅醇铀匐妷哼^高；二是因?yàn)槠D(zhuǎn)磁場的強(qiáng)度太弱。偏轉(zhuǎn)線圈中電流太小和匝間短路引起的有效匝數(shù)減少都會使磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱，故選項(xiàng)B、C、D正確。 答案：(1)A　(2)BCD 3解析：(1)電子到達(dá)A時的動能為eU＝mv2，電子被A板吸收，每個電子對A板的沖量為p0＝mv，兩式合并后得p0＝。單位時間內(nèi)被A板吸引的電子數(shù)為n＝，所以p＝np0＝＝I。 (2)光電子逸出動能增大，光電子數(shù)增多，這都會使光壓增加。 答案：(1)I　(2)增大 4解析：電子受核的庫侖力充當(dāng)繞核轉(zhuǎn)動的向心力，由公式＝m，可得 v＝e＝2.18106 m/s，f＝＝6.551015 Hz E＝＝2.1610－18 J I＝＝1.0510－3A。 答案：2.18106 m/s　6.551015 Hz　2.1610－18 J 1．0510－3A 5解析：由電子的發(fā)現(xiàn)過程我們可知陰極發(fā)射線發(fā)射的物質(zhì)的比荷，比那時已知質(zhì)量最小的氫離子的比荷都要大2 000倍，當(dāng)測得了發(fā)射物質(zhì)的電荷量，用比荷和帶電量求出發(fā)射物質(zhì)的質(zhì)量，得出發(fā)射物質(zhì)的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原子質(zhì)量。 答案：電子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原子質(zhì)量 6解析：電子在電、磁場的復(fù)合場中不偏轉(zhuǎn)， 則有Bqv＝Eq 得v＝① 電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，其軌跡如圖： r＝＝＝＝15L② 又由Bqv＝③ ①②代入③得＝＝1.31011C/kg。 答案：1.31011 C/kg 7解析：(1)當(dāng)U＝U0時，油滴恰好做勻速直線運(yùn)動，滿足：m1g－q＝0，即q＝。 (2)當(dāng)U＝U1時，質(zhì)量為m2的油滴向下做勻加速運(yùn)動，則m2g－q′＝m2a d＝at2， 由此得q′＝(g－)＝(gt2－2d)。 答案：(1)　(2)(gt2－2d)