（3）电动机消耗的电能Q=UIt； （4）电能转化为机械能的效率η=×100%． 解答： 解：（1）电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得： r=Ω （2）当电动机正常工作时， =1.5W （3）当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能Q=UIt=2×1×60=120J （4）电能转化为机械能的效率η=×100%=100%=75%． 答：（1）这只电动机线圈的电阻为0.5Ω； （2）当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是1.5W； （3）当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是120J； （4）该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是75%． 点评： 本题关键在于电动机不是个纯电阻，所以对电动机正常转动和卡住不转的分析计算是不同的，这个需要同学们注意． 16．（17分）（2013秋?东台市校级期中）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e．求：
（1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子在偏转场运动的时间t；
（3）电子从偏转电场射出时的侧移量； （4）P点到O点的距离．
考点： 带电粒子在匀强电场中的运动．版权所有 专题： 带电粒子在电场中的运动专题． 分析： （1）电子在加速电场U1中运动时，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子穿过A板时的速度大小； （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，根据进入偏转电场
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时的速度和极板长度求出粒子在偏转电场中运动的时间； （3）粒子在偏转电场中做类平抛运动，竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据粒子受力和运动时间求出侧向位移量； （4）粒子离开偏转电场后做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动求出运动时间，竖直方向亦做匀速直线运动由时间和速度求出偏转位移，再加上电场中的侧位移即为OP的距离． 解答： 解：（1）粒子在加速电场中只有电场力做功，根据动能定理有： 得电子加速后的速度大小为 （2）电子进入偏转电场后，在电场力作用下做类平抛运动，令电子运动时间为t1，电子在水平方向做匀速直线运动故有： vt1=L1 得电子在偏转电场中的运动时间 （3）在竖直方向电子做初速度为0的匀加速运动，已知偏电压为U2，极板间距为d，则电子在偏转电场中受到的电场力： F= 由牛顿第二定律知，电子产生的加速度a= 所以电子在偏转电场方向上的侧位移y=== （4）由（3）分析知，电子离开偏转电场时在竖直方向的速度vy=at=电子离开偏转电场后做匀速直线运动， 电子在水平方向的分速度，产生位移为L2，电子运动时间 电子在竖直方向的分速度，产生位移 - 12 -
= 所以电子偏离O点的距离PO== 答：（1）电子穿过A板时的速度大小为； （2）电子在偏转场运动的时间t=； （3）电子从偏转电场射出时的侧移量； （4）P点到O点的距离PO=． 点评： 能根据动能定理求电子加速后的速度，能根据类平抛运动计算电子在电场中偏转的位移和速度，这是解决本题的关键，本题难点是全部是公式运算，学生不适应．本题难度适中． - 13 -