9 带电粒子在电场中的运动 知识点题库

一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示,在该匀强电场中,有一个带电粒子于t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是(   )

A . 带电粒子只向一个方向运动 B . 2s~4s内,电场力的总功等于0 C . 6s末带电粒子回到原出发点 D . 1s时和5s时速度相同
在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点,AB连线与水平方向成30°角,AB长为2m,如中图所示.现有一带电量为4C的负电荷从A运动到B点,电场力做正功24J,则此匀强电场的场强大小为V/m,若两金属板相距3m,则两板电压为V.

如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为﹣1×10﹣5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:

  1. (1) 在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
  2. (2) A、B两点的电势差UAB为多少?
  3. (3) 匀强电场的场强为多大?
如图所示,某匀强电场场强为E,将质量为2×10﹣3 kg的小球从A点由静止释放,小球恰能沿直线AB向右下方运动,且AB与竖直方向成45°角.已知小球的带电量为2×10﹣4 C.求匀强电场电场强度的大小.(g=10m/s2

如图所示,匀强电场中a、b两点的距离为0.4m,两点的连线与电场线成37°角,两点间的电势差为32V,则匀强电场的场强大小为V/m,把电量为10﹣10C正电荷从a点移到b点电势能将减少J.

如图所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图.y轴上一点P的坐标为(0,L),有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中,并从A点射出,A点坐标为(2L,0).已知电子的电量大小为e,质量为m,不计电子的重力.

  1. (1) 求匀强电场的场强大小;
  2. (2) 若在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片,Q点的坐标为(0,-L),求感光胶片上曝光点的横坐标x.
如图ABCD的矩形区域,边长AB=2AD,质量m、带电量q的正电粒子以恒定的速度v从A点沿AB方向射入矩形区域,若该矩形区域充满沿A至D方向的匀强电场,则粒子恰好从C点以速度v1射出电场,粒子在电场中运动时间为t1 , 若该矩形区域充满垂直纸面的匀强磁场,则粒子恰好从CD边的中点以速度v2射出磁场,粒子在磁场中运动时间为t2 , (粒子的重力不计),则:(   )

A . v1>v2 B . t1<t2 C . D .
如图所示,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域 水平边 长为 竖直边 长为 质量均为 带电量分别为 的两粒子,由 两点先后沿 方向以速率 进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中),不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则 等于(   )

A . B . C . D .
分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球,分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带负电,下板接地。三小球分别落在图中ABC三点,则错误的是(   )

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A . A带正电、B不带电、C带负电 B . 三小球在电场中加速度大小关系是:aAaBaC C . 三小球在电场中运动时间相等 D . 三小球到达下板时的动能关系是EkCEkBEkA
一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻,一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则P-t关系图像是(    )
A . 图片_x0020_761435849 B . 图片_x0020_2136697595 C . 图片_x0020_1207257164 D . 图片_x0020_1279864459
a、b、c是三个电荷量相同、质量不同的带电粒子,以相同的初速度由同一点垂直场强方向进入偏转电场,仅在电场力的作用下运动轨迹如图,其中b恰好沿着极板边缘飞出电场。粒子a、b、c在电场中运动的过程中,下列说法正确的是 (   )

A . a、b运动的时间相同 B . a的质量最大,c的质量最小 C . 动量的增量相比,a的最小,b和c的一样大 D . 动能的增量相比,c的最大,a和b的一样大
竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球与右边金属板的距离为b,如图所示,重力加速度为g,求:

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  1. (1) 小球带电荷量是多少?
  2. (2) 若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
  3. (3) 碰到金属板时的速度是多大?
a、b、c三个α粒子(重力不计)由同一点M同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间,其轨迹如图所示,其中b恰好沿板的边缘飞出电场,由此可知(   )

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A . 进入电场时a的速度最大,c的速度最小 B . a、b、c在电场中运动经历的时间相等 C . 若把下极板向上移动,则a在电场中运动经历的时间变短 D . 若把下极板向下移动,则b在电场中运动经历的时间增长
如图所示的直角坐标系中,在直线x=-4L0和y轴之间的区域内存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场的方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向.在电场左边界上A(-4L0 , -2L0)到C(-4L0 , 0)区域内,连续分布着电荷量为+q,质量为m的粒子.从某时刻起由A点到C点间的粒子,依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场.若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的A'(0, 2L0)沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图所示.不计粒子的重力及它们间的相互作用.

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  1. (1) 求匀强电场的电场强度E;
  2. (2) 求AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向运动?
质谱仪的构造如图所示,离子从离子源出来经过板间电压为U的加速电场后进入磁感应强度为B的匀强磁场中,沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片上,测得图中PQ的距离为L,则该粒子的荷质比 为多大?

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如图甲所示,平行金属板AB的右端安放着垂直于金属板,长为d的靶MN,现在AB板上加上如图乙所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,正反向电压大小均为U0 , 今有带正电的粒子束以相同的初速度,从AB板的正中间沿OO′方向持续射入偏转电场中,已知所有进入偏转电场的粒子都能打在金属靶MN上,粒子在AB间的飞行时间为2T,偏转金属板AB的板长为L,其板间的距离为d,电场可看成匀强电场,每个粒子的电荷量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,试求:

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  1. (1) t=0时射入偏转电场的粒子击中靶MN时的速度大小v;
  2. (2) 时射入偏转电场的粒子打在靶MN上的点到中心O′点的距离y;
  3. (3) 要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足的条件(写出U0、m、d、q,T的关系式即可)
如图所示,电子在电势差为U1=180V的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板AB的中央,入射方向跟极板平行,已知极板长L=8cm,间距d=4cm,电子质量m=9.0×10 -31kg,整个装置处在真空中,重力可忽略。求:

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  1. (1) 电子从加速电场出射时的速度 v0
  2. (2) 若电子恰好从A板边缘出射,则U2为多少?
  3. (3) 若在AB板间加上大小为U2如图所示的交变电压(电压为正时板A带正电),要使电子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足什么条件?在满足条件的周期取最大值时,大致画出电子的运动轨迹。
一个半径为R的绝缘光滑的圆环竖直放置在方向水平向右的、场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可以沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时的速度恰好为零,由此可知(   )

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A . 小球在a点的加速度与在d点的加速度大小相等 B . 小球在b点的机械能最大,在d点的机械能最小 C . 小球在b点的机械能最小,在d点的机械能最大 D . 小球在b点与在c点的速度大小相等
如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,且A在B的正上方,两板相距为d=0.6cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地时,A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示。现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场,若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍,且射入电场时初速度可忽略不计。求:

  1. (1) 若粒子在板间的运动时间大于 ,在0~ ~T这两段时间内微粒的加速度大小和方向;
  2. (2) 要使该微粒不与A板相碰,所加电压的周期最长为多少(g=10m/s2);
  3. (3) 若该微粒以初速度v0=0.8m/s紧贴B板(不考虑电量的变化),从左边缘水平向右进入(2)中电场,为使微粒能在AB板间的右侧射出时的速度最大,则AB板需多长?最大速度多少?
如图所示,与水平面成角的、足够长的分界线将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。一个质量为m、电荷量为的带电粒子以大小为的速度从分界线上的P点水平向右射入区域Ⅰ,区域Ⅰ内有方向竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场;区域Ⅱ有方向垂直于纸面,磁感应强度大小为B的匀强磁场,不计粒子重力。求:

  1. (1) 水平向右射入区域Ⅰ的粒子,第一次进入磁场时速度v的大小;
  2. (2) 粒子第一次进人磁场时的位置到出发点P的距离;
  3. (3) 粒子进入磁场中运动后,第一次离开区域Ⅱ时的位置到出发点P的距离。
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