带电粒子在电场中的运动 知识点题库

一个初动能为Ek的带电粒子,以速度V垂直电场线方向飞入两块平行金属板间,飞出时动能为3Ek . 如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,不计重力,那么该粒子飞出时动能为 (   )       

A . 4 Ek B . 4.5 Ek C . 6 Ek D . 9.5 Ek
如图所示,带电荷量之比为qA:qB=1:3的带电粒子A,B以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C,D点,若OC=CD,忽略粒子重力的影响,则(   )

A . A和B在电场中运动的时间之比为1:2 B . A和B运动的加速度大小之比为2:1 C . A和B的质量之比为1:12 D . A和B的位移大小之比为1:1
如图,带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q的3倍,它们以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在M、N点,若OM=MN,则P和Q的质量之比为(   )

A . 3:4 B . 4:3 C . 3:2 D . 2:3
一质量为m、带电量为+q的小球从距地面高为h处以一定的初速度水平抛出.在距抛出点水平距离为l处,有﹣根管口比小球直径略大的竖直细管,管的上口距地面 .为使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场,如图所示,求:

  1. (1) 小球的初速度v0

  2. (2) 电场强度E的大小.

  3. (3) 小球落地时的动能EK

如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为D,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m、电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔S1处射入电容器,穿过小孔S2后从距三角形A点 a的P处垂直AB方向进入磁场,试求:

  1. (1) 粒子到达小孔S2时的速度;

  2. (2) 若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小;

  3. (3) 若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件?

如图所示,质量为5.0kg的小车以2.0m/s的速度在光滑的水平面上向左运动,小车上AD部分是表面粗糙的水平轨道,DC部分是 光滑圆弧轨道,整个轨道都是由绝缘材料制成的,小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小E为50N/C,磁感应强度大小B为2.0T.现有一质量为2.0kg、带负电且电荷量为0.10C的滑块以10m/s向右滑入小车,当滑块运动到D点时相对地面的速度为5m/s,计算结果保留两位有效数字,求:

  1. (1) 滑块从A到D的过程中,小车、滑块组成的系统损失的机械能.
  2. (2) 如果滑块刚过D点时对轨道的压力为76N,求圆弧轨道的半径r.
  3. (3) 当滑块通过D点时,立即撤去磁场,要使滑块不冲出圆弧轨道,求此圆弧的最大半径.
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P点以相同的初速度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 . 三小球到达正极板的动能关系是EKA>EKB>EKC D . 三小球在电场中运动的加速度是aA>aB>aC
示波器的核心部件是示波管,下图是它的原理图,如果在偏转电极XX′之间和偏转电极YY′之间都没加电压,电子束从电子枪射出后沿直线传播,打在荧光屏中心0,从右向左观察,在那里产生一个亮班,如果在YY′之间加正弦电压,如图甲所示,而在电极XX′之间加随时间线性变化的电压,如乙图所示,则荧光屏上看到的图形是丙图(   )

A . B . C . D .
如图所示,在第一象限的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向,场强大小 ;在第四象限中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0 , 方向沿x轴正方向;然后经过x轴上的P2点进入磁场,并经过y轴上y=﹣2h处的P3点。最后到达x轴上的P4点(图中未画出)。若不计重力,求:

  1. (1) P2点距O点的距离;
  2. (2) 粒子到达P2时速度的大小和方向;
  3. (3) 磁感应强度的大小;
如图,正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场(图中未画出).一带电粒子从d点沿da方向射入磁场,随后经过bd的中点e进入电场,接着从b点射出电场,不计粒子的重力,则(   )


A . 粒子带正电 B . 电场的方向是由c指向b C . 粒子在b点和d点的动能相等 D . 粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π∶2
如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,已知 ,不计粒子重力。求:

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  1. (1) 电场强度大小E;
  2. (2) 带电粒子从N点进入磁场时的速度大小和方向。
  3. (3) 磁感应强度大小B。
如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强磁场方向垂直于纸面向外;在第四象限有一匀强电场,方向平行于y轴向下.一电子质量为m,电荷量大小为q,以速度 从y轴上的P点垂直于y轴向右飞入电场,经过x轴上M点进入磁场区域又恰能从y轴上的Q点垂直于y轴向左飞出磁场,已知P点坐标为 ,M点的坐标为 .求:

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  1. (1) 电场强度大小;
  2. (2) 电子在磁场中运动的时间.
如图所示,平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均从A板由静止开始经加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1:2:4,电荷量之比为1:1:2,则下列判断正确的是(   )

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A . 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同 B . 三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C . 加速电场的静电力对三种粒子做功之比为1:2:4 D . 偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1:1:2
如图所示,质量为m、电荷量为q的带负电的粒子(不计重力),经加速电压为U的电场加速后,恰能通过电场强度为E的速度选择器。粒子通过速度选择后垂直进入磁感应强度为B2的匀强磁场。求

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  1. (1) 粒子速度v的大小;
  2. (2) 速度选择器中磁场的磁感应强度B1的大小;
  3. (3) 粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。
如图所示,用一条长 的绝缘轻绳悬挂一个带电小球,所带电荷量 .现加一方向水平且区域足够大的匀强电场,小球稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为 ,重力加速度 ,已知 。若将轻绳向右拉至水平后由静止释放,不计空气阻力,则小球到达最低点时的速度大小为(   )

A . B . C . D .
在水平向右、场强为E的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时,细线与竖直方向夹角为θ,小球位于B点,A点与B点关于O点对称,如图所示,现给小球一个垂直于悬线的初速度,小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问:

  1. (1) 小球的电荷量q为多少?
  2. (2) 小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大?
如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m,电荷量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v。开始运动。当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为d、2d,不计电子的重力。则:

  1. (1) 求电场强度E的大小;
  2. (2) 求磁感应强度B的大小;
  3. (3) 画出电子从A运动到O的运动轨迹,并求出电子从A运动到O经历的时间t。
如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正方形边长为L且ad边与x轴重合,ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力。求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 粒子到达a点时速度的大小和方向;
  3. (3) 磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y轴上,且速度与y轴负方向成45°角?
如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,圆形区域内ac、df为互相垂直的竖直和水平两条直径,沿df方向距f点为R的g点处固定一足够长的挡板,挡板与fg的夹角 , 粒子打到挡板上会被吸收,圆形磁场区域以外空间存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为的带负电粒子自c点沿ca方向以速度v射入磁场,经磁场偏转后从f点沿fg方向射出磁场,之后恰好未打在挡板上,图中已画出粒子在电场中运动的轨迹。

  1. (1) 求匀强磁场的磁感应强度大小
  2. (2) 求匀强电场的电场强度大小E;
  3. (3) 若将原电场换为方向垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小),求粒子返回圆形磁场区域边界时的位置到f点的距离。
如图甲所示,在坐标系xoy的第一、二象限内存在一有界匀强磁场区域,两边界都为圆形,其中大圆半径 , 圆心在y轴上的;小圆半径 , 圆心在坐标原点O;M、N为两圆形边界的交点。小圆内存在辐向电场,圆心与边界间的电压恒为;在磁场右侧与x轴垂直放置一平行板电容器,其左极板P中间开有一狭缝(如图乙所示),电容器两极板间电压为U(U的大小和极板电性都未知)。在O点,存在一粒子源(图中未画出),可以在纸面内沿电场向各方向同时均匀发射质量为、带电量为的粒子(粒子初速度较小,可以忽略),经辐向电场加速后进入磁场,部分粒子能以水平向右的速度从大圆边界的右侧离开磁场,已知粒子源每秒发射的粒子数为个。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力,不考虑场的边界效应,整个装置处在真空环境中, , 求:

  1. (1) 带电粒子进入磁场时的速度大小v;
  2. (2) 带电粒子在磁场中的运动半径r以及匀强磁场的磁感应强度B;
  3. (3) 极板P上的狭缝刚好处在纸面位置,水平向右离开磁场的粒子,一部分会打在P极板(狭缝上方、下方),另一部分会通过狭缝进入电容器,粒子一旦接触极板,立刻被吸收,但不会影响电容器的电压。试求在较长的一段时间内,带电粒子对电容器的平均作用力F的大小与极板电压的关系。(结果保留3位有效数字)
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