带电粒子在电场中的运动 知识点题库

如图所示,有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场中的左侧以相同的初速垂直于电场方向进入电场,它们分别落到A,B,C三点,则可以断定(   )

A . 落到a点的小球带正电,落到C点的小球带负电 B . 三小球在电场中运动时间相等 C . 三小球到达负极板的动能关系是EKA>EKB>EKC D . 三小球在电场中运动的加速度是aA>aB>aC
让α粒子和质子垂直电场方向进入同一匀强电场,它们的偏转角分别为α和β,①若它们是先经同一电场从静止开始加速后再进入同一偏转电场,则tanα:tanβ=,②若它们是以相同的速度进入同一偏转电场,则tanα:tanβ=
如图,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10﹣11 kg、电荷量为q=+1.0×10﹣5 C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后,经过b点垂直于匀强电场进入匀强电场中,从虚线MN的某点c (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成60°角.已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计.求:

  1. (1) 水平匀强电场的场强E的大小;
  2. (2) bc两点间的电势差Ubc
在19世纪末发现电子以后,美国物理学家密立根 (R.A.Millikan)在1907年~1913年间就微小油滴所带电荷量进行了多次的测量,比较准确地测定了电子的电荷量。油滴实验是物理学发展史上具有重要意义的实验。油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力,重力加速度为g。

  1. (1) 调节两金属板间的电势差u,当u=Uo时,使某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动。该油滴所带电荷量q为多少?
  2. (2) 若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q。
如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m,电量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图。小球可视为质点,小球运动到C点之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,求:


  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 小球在圆轨道上运动时最大速率;
  3. (3) 小球对圆轨道的最大压力的大小。
如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是(  )

A . 从t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上 B . 从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动 C . 从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上 D . 从t=3T/8时刻释放电子,电子必然打到左极板上
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,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中,电子的重力不计。在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转位移h变大的是(   )

A . U1变大 B . U1变小 C . U2变大 D . U2变小
质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电小球静止在空间范围足够大的匀强电场中的O点(坐标原点),电场强度大小为E。在t=0时刻,电场强度突然增加到2E,电场方向保持不变。到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,电场强度大小保持为2E不变。重力加速度g=10m/s2.则

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  1. (1) 求t=0.20s时刻带电小球的速度大小;
  2. (2) 求当带电小球运动速度变为水平向右时动能的大小;
  3. (3) 求t=0.60时,小球所在的位置坐标。
如下图所示,平行金属板中央有一个初始静止的电子(不计重力),两板间距离足够大,当两板间加上如图乙所示的电压后,在下图中反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律正确的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,在平面直角坐标系xOy的第二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在第三象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场,在y轴的右侧存在着另一个匀强磁场,方向也垂直纸面向里。质量为m、带电量为q的粒子以一定初速度由坐标为(0,h)的P点沿x轴负方向进入磁场,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场,然后经过y轴上坐标为(0,-2h)的Q点进入y轴右侧的磁场,最后回到P点。不计粒子重力,求:

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  1. (1) 电场强度E;
  2. (2) 粒子从P点出发到再次回到P点所用的时间。
如图所示,在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为E=500V/m。x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域,其宽度均为为d1=3cm,相邻两磁场区域的间距为d2=4cm。现将一质量为m=5×10-13kg、电荷量为q=1×10-8C的带正电的粒子(不计重力)从y轴上的某处静止释放。

  1. (1) 若粒子从坐标(0,1.25cm)点由静止释放,求粒子刚刚进入磁场瞬间的速度大小。
  2. (2) 调节释放点的位置坐标(0,h),要使它经过 轴下方时,不会进入第二磁场区,h应满足什么条件?
  3. (3) 若粒子从坐标(0,5cm)点由静止释放,求粒子自释放到第二次过x轴的时间。
如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U1=2 500 V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S射出.装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l=6.0 cm,相距d=2 cm,两极板间加以电压U2=200 V的偏转电场.从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场.已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量m=0.9×10-30 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为0,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力.求:

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  1. (1) 电子射入偏转电场时的动能Ek
  2. (2) 电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y;
  3. (3) 电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W.
三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场,如图.则由此可判断(   )

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A . b和c同时飞离电场 B . 在b飞离电场的瞬间,a刚好打在下极板上 C . 进入电场时,a速度最大,c速度最小 D . c的动能增量最小,a和b的动能增量一样大
如图所示,一个质量为m = 2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1电压加速后,以 =1.0×104m/s水平进入两平行金属板间的偏转电场中,其板长L = 20cm,两板间距d= cm,进入磁场时速度偏离原来方向的角度 =30°, 磁场宽度D= cm,则(   )

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A . 加速电场U1 = 100V B . 两金属板间的电压U2为200V C . 为使微粒不从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感强度B至少为0.2T D . 若匀强磁场的磁感强度合适,带电微粒可以回到出发点
如图所示,在直角坐标系xOy中,第一象限内,x=l和y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场I,在第四象限内,x=l和y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅱ,在第三象限内,有沿x轴正方向的匀强电场,场强大小为E;一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子在第三象限内P点( )由静止释放,粒子仅在电场力作用下运动,从y上的Q点进入磁场Ⅱ,以垂直x轴的方向进磁场I,已知磁场I的磁感应强度是磁场Ⅱ磁感应强度的3倍,重力不计。求∶

  1. (1) 粒子进入磁场时的速度大小;
  2. (2) 粒子在磁场中运动的时间。
两块水平平行正对放置的导体板如图甲所示,大量电子(质量为 、电荷量为 )由静止开始,经电压为 的电场加速后,连续不断地沿水平方向从两板正中间射入。当两板均不带电时,这些电子通过的时间为 ,当在两板间加如图乙所示的周期为 、幅值恒为 的周期性电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过。忽略电子间的相互作用及所受重力,则(   )

A . 这些电子通过两极板之后,侧向位移(沿垂直于两板方向上的位移)的最大值 B . 这些电子通过两极板之后,侧向位移(沿垂直于两板方向上的位移)的最小值 C . 侧向位移分别为最大值和最小值的两种情况,对应的电子在刚穿出两板之间时的动能之比为 D . 侧向位移分别为最大值和最小值的两种情况,对应的电子在刚穿出两板之间时的动能之比为
如图所示,平面直角坐标系xOy,y轴右侧两个区域内有匀强电场。其中 的区域I匀强电场方向水平向右、电场强度大小为E; 的区域II匀强电场方向竖直向上、电场强度大小为 (大小未知),现从坐标原点O处静止释放一电量q、质量为m的带正电粒子,该粒子经过两电场恰好到达点(2L,L)处,不计粒子重力,求:

  1. (1) 粒子刚进入区域II时的瞬时速度v0
  2. (2) 电场强度 与E的比值;
  3. (3) 当该粒子刚进入区域I时,直线x=2L上的某点同时水平向左发射另一负粒子,负粒子与正粒子质量、电量大小均相同,负粒子的发射速率为此刻正粒子速率v0的3倍,若保证两粒子能够在区域II中相遇,求负粒子发射时的纵坐标(不计粒子的相互作用)。
近几年,无线电能传输技术发展迅速,越来越多的智能手机开始配备无线充电功能,如图所示为手机无线充电的原理图,下列哪种装置的工作原理与其相同(   )

A . 电磁炉 B . 质谱仪 C . 速度选择器 D . 回旋加速器
如图所示,在平面的第一象限内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,在第四象限内存在沿轴负方向的匀强电场。两个质量均为m、电荷量均为+q的粒子从y轴上的点P()同时以速率v0分别沿与y轴正方向和负方向成60°角射入磁场中,两粒子均垂直穿过轴进入电场,最后分别从y轴上的M、N点(图中未画出)离开电场,测得M、N两点间的距离为。两粒子所受重力及粒子之间的相互作用均不计。求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度大小B和匀强电场的电场强度大小E;
  2. (2) 粒子到达M、N两点的时间差。
如图所示,在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场,在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场,L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合),宽度相同,方向如图所示,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B1。一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计)从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场,粒子恰好从B点进入磁场,经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ.已知AB长度是BC长度的倍。

  1. (1) 求带电粒子到达B点时的速度大小;
  2. (2) 求区域Ⅰ磁场的宽度L;
  3. (3) 要使带电粒子在整个磁场中运动的时间最长,求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。
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