9 带电粒子在电场中的运动 知识点题库

在静电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子,粒子仅在电场力作用下沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示.下列判断正确的是(   )

A . 电场中各点的电场强度均相同 B . 电场中各点的电势均相等 C . 带电粒子所受电场力逐渐减小 D . 带电粒子具有的电势能逐渐减小
质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为L(L比球半径r大许多),A球带电量qA=+10q;B球带电量qB=+q.若在C球上加一个水平向右的恒力F,如图所示,要使三球能始终保持L的间距向右运动,则:

  1. (1) C球带电性质是什么?
  2. (2) 外力F为多大?
如图所示,一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC,其半径为R=0.4m.轨道在C处与水平绝缘板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的小物块(可看作质点),小物块带正电,电量为q=1C,今在空间加一水平向左的匀强电场,场强方向与导轨共面,发现小物块恰能通过轨道最高点A.取g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 匀强电场的电场强度E;
  2. (2) 小物块的落点到C点的距离x.
如图,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离 d=0.4cm,有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,已知微粒质量为 m=2×10﹣6kg,电量q=+1×10﹣8C,电容器电容为C=10﹣6F(g取10m/s2)求:

  1. (1) 为使第一个粒子的落点范围在下板中点O到紧靠边缘的B点之内,则微粒入射速度v0应为多少?
  2. (2) 若带电粒子落到AB板上后电荷全部转移到极板上,则以上述速度入射的带电粒子,最多能有多少个落到下极板上?
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. (1) 电子穿过A板时的速度大小;
  2. (2) P点到O点的距离;
  3. (3) 电子到达p点的动能.
若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内(   )

A . 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B . 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C . 不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动 D . 不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动
电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示.若重力加速度g取10m/s2,求:

  1. (1) 物块的质量m.
  2. (2) 物块与水平面之间的动摩擦因数μ.
如图所示,两块平行金属板M、N竖直放置,电压恒为U。一电子(不计重力)从N板静止释放,它运动到M板时速率为v。现将M板水平向右移动一段距离,再将电子从N板静止释放,下列判断不正确的是(   )

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A . 电子运动过程的加速度变大 B . 金属板M、N的带电量不变 C . 电子运动到M板所用的时间变短 D . 电子运动到M板时速率变小
如图所示,两平行金属板间的电势差为U,金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并垂直磁场边界从O点进入磁场,经历半个圆周打在P点。忽略重力的影响,求:

  1. (1) 粒子从电场射出时速度v的大小;
  2. (2) O、P两点间的距离l。
如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么(   )

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A . 若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷 B . 微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C . 微粒从M点运动到N点动能一定增加 D . 微粒从M点运动到N点机械能一定增加
如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y 轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。初速可忽略的电子经过一个电势差U未确定的电场直线加速后,从y轴上的A点以垂直于电场的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h),已知电子的电量为e,质量为m,(重力忽略不计),若电子可以在第一象限从MN边界离开电场区域,求:

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  1. (1) 加速电场的电势差要满足的条件;
  2. (2) 若满足上述条件的加速电场的电势差为U0时,求电子经过x轴时离坐标原点O的距离X。
如图所示,竖直平面内有一直角坐标系,第Ⅰ、Ⅱ象限内有沿x轴正方向的匀强电场E1(未知),第Ⅲ、Ⅳ象限内有竖直向上的匀强电场,且电场强度大小E0 ,另外,第Ⅲ象限内还有磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场.一内壁光滑、D端封闭的均匀细管AD,长为L0 , 管内D端有一个可看成质点的带正电小球,质量为m,电荷量为q.开始时AD管平行于y轴且A端位于x轴上.某时刻AD管开始向右匀速平动,当AD管跟y轴重合时,AD管被突然锁定,此时小球刚好到达A端,且沿y轴正方向以大小为v0的速度进入x轴上方空间,经过一段时间,到达x轴上的C点,此时小球的速度方向与x轴正方向的夹角θ=60°,并进入第Ⅳ象限.空气阻力不计,重力加速度大小为g.

  1. (1) 求AD管匀速平动的速度大小v1
  2. (2) 求C点到原点O的距离xC以及小球在第Ⅰ象限运动过程中的最小速度vmin
  3. (3) 如果在第Ⅳ象限中加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,AD管的长度L0 ,要使小球能打到管壁上,求B的取值范围.(计算结果中不含L0
如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向与极板平行,整个装置处于真空中,电子重力不计,在满足电子能射出平行板区域的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角 变大的是(   )

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A . 其它条件不变,U1变大 B . 其它条件不变,U2变大 C . 其它条件不变,U1变大同时U2变小 D . 其它条件不变,U1变小同时U2变小
如图所示,在一个匀强电场(图中未画出)中有一个直角梯形ABCD,其中,E为AD的中点,F为BC的中点.一个带正电的粒子从A点移动到B点,电场力做功为WAB=3.0×10-6J;将该粒子从D点移动到C点,电场力做功为WDC=4.0×10-6J.则以下分析正确的是(   )

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A . 若将该粒子从E点移动到F点,电场力做功为WEF=3.5×10-6J B . 若将该粒子从E点移动到F点,电场力做功WEF有可能大于3.5×10-6J C . 若将该粒子从B点移到C点,电场力做功为WBC=1.0×10-6J,则此匀强电场的方向一定是从A点指向B点的方向 D . 若该粒子的电量为2×10-6C,则A、B之间的电势差为1.5V
如图所示,A、B、C三个带电离子(不计重力),以相同的初速度沿水平金属板M、N间的中心线射入匀强电场中,两极板间的距离为d,A离子落在N板的中点;B离子落在N板的边缘;C离子飞出极板时,沿电场方向的位移为 ,已知它们带电量比值为 ,则下列说法中正确的是(   )

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A . 离子A,B在极板间的运动时间之比为1:1 B . 离子A,B的加速度之比为4:1 C . 离子B,C的加速度之比为1:2 D . 离子B,C的动能增加量之比为1:1
图示为示波管的示意图,以屏幕的中心为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系,当在XX'电极上加上恒定的电压Uxx’=2V,同时在YY'电极上加上恒定的电压Uyy’=-1V时,荧光屏上光点的坐标为(4,-1)。则当Uxx'=-1V,UYY’=2.5V时,荧光屏上光点的坐标为

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如图所示,两平行金属板A、B长为L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量为q=1.0×10-10C,质量为m=1.0×10-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度v0=2.0×106m/s,粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域,然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2 , 粒子的重力不计)

  1. (1) 求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?
  2. (2) 到达PS界面时离D点多远?
  3. (3) 确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。
如图所示,在xOy平面的第二象限内存在沿y轴负向的匀强电场,在x≥0区域中存在垂直于平面向里的匀强磁场。电场中P点坐标为(-L, L),带电粒子a自P点以初速度v0水平向右射入电场,一段时间后,与静止在坐标原点的不带电粒子b相碰并立即结合成粒子c,此后c又恰好回到了P点,已知a、b的质量均为m,a的电荷量为q,不计粒子重力。求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 碰撞过程损失的机械能;
  3. (3) 磁感应强度B的大小。
已知平行板电容器水平放置,极板间存在匀强电场,电容器的中线为 。带有同种电性且质量均为 的小球 ,电荷量 ,从 点分别以水平初速度 射入平行板电容器, ,发现它们的运动轨迹恰好关于 对称,如图所示,忽略两小球间的相互作用,不计空气阻力,重力加速度大小为 ,则该极板间的电场强度 的大小等于(   )

A . B . C . D .
如图所示,两块相同的长为L的金属板正对着水平放置,当两板间加一定电压时,两板间形成稳定的电场.一质量为m、电荷量为e的带正电的质子,从两板左侧边缘A点水平射入电场,经过时间t,从两板右侧B点射出电场,质子出电场时的速度方向与水平方向的夹角为 ,不计质子受到的重力,求:

  1. (1) 质子出电场时的速度v的大小;
  2. (2) 两金属板间电场的电场强度E;
  3. (3) A、B两点间的电势差
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