带电粒子在电场中的运动 知识点题库

如图所示,水平面绝缘且光滑,一绝缘的轻弹簧左端固定,右端有一带正电荷的小球,小球与弹簧不相连,空间存在着水平向左的匀强电场,带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止,现保持电场强度的大小不变,突然将电场反向,若将此时作为计时起点,则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图像正确的是(  )


A .   B . C . D .
图中K,L,M为静电场中的3个相距很近的等势线.一带电粒子射入此静电场中后,仅在电场力作用下沿abcde轨迹运动.已知电势φK>φL>φM . 下列说法中正确的是(   )

A . 粒子带负电 B . 粒子在bc段做减速运动 C . 粒子在a点比e点的速率要大 D . 粒子从c点到d点的过程中电场力做负功
如图所示,xOy坐标系中,仅在0≤x≤l范围内有沿y轴正方向的匀强电场.质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从坐标原点O以速度v0沿x轴正向进入电场,从P(l, )点离开电场,沿直线到达Q点.已知Q点横坐标xQ=2l,取O点电势φO=0,不计粒子重力,求:

  1. (1) P点的电势φP

  2. (2) Q点的纵坐标yQ

如图所示,有一质子经电压U0加速后,进入两块间距为d电压为U的平行金属板间,若质子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿出电场,求

  1. (1) 金属板的长L

  2. (2) 质子穿出电场时的动能(质子的电量为e)?

  3. (3) 若题中质子改为α粒子(电量为2e),则(1)(2)中的问题结果是否改变?

如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.

  1. (1) 证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;

  2. (2) 求两板间所加偏转电压U的范围;

  3. (3) 求粒子可能到达屏上区域的长度.

如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界.磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.电子重力忽略不计.求:

  1. (1) 最初金属圆筒不带电时,则

    a.当加速电压为U时,电子进入磁场时的速度大小;

    b.加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;

  2. (2) 若电子束以初速度v0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P.(取大地电势为零)

一个一价和一个二价的静止铜离子,经过同一电压加速后,再垂直射入同一匀强偏转电场,然后打在同一屏上,屏与偏转电场方向平行,下列说法正确的是(   )

A . 二价铜离子打在屏上时的速度小 B . 离子进入偏转电场后,二价铜离子飞到屏上用的时间短 C . 离子通过加速电场过程中,电场力对二价铜离子做的功大 D . 在离开偏转电场时,两种离子在电场方向上的位移不相等
如图所示,间距为d的平行金属板间电压恒定.初速度为零的电子经电压U0加速后,沿两板间的中心线进入板间电场,电子恰好从下极板边缘飞出,飞出时速度的偏向角为θ.已知电子质量为m , 电荷量为e , 电子重力不计,求:

  1. (1) 电子刚进入板间电场时的速度大小v0
  2. (2) 电子通过两极板间的过程中,电场力做的功W
  3. (3) 平行金属板间的电场强度大小E
一束电子流在U1=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求:

  1. (1) 电子进入平行板间的速度多大?
  2. (2) 至少在平行板上加多大电U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量1.6×10﹣19C,电子的质量9×10﹣31kg)
某空间存在着变化的电场和另一个变化的磁场,电场方向向右,即如图中b点到c点的方向,电场强度大小变化如图中E—t图象;磁场强度变化如图中B—t所示.在a点从t=0开始每隔2s有一个相同的带电粒子沿ab方向以速度v射出(第1s末射出第一个粒子),这些粒子都恰能击中c点,若ab垂直于bc,ac=2bc,粒子重力不计,且粒子在ac段运动时间小于1s,求

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  1. (1) 图中E0与B0的比值;
  2. (2) 两次带电粒子击中c点的速度之比;
  3. (3) 若以第一个粒子击中c点的时刻为(1+△t)s,那么第2个粒子击中c点的时刻为多少?
如图所示, 两金属板平行放置,在 时刻将电子从 板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在 两板间加上下列哪一种电压时,有可能使电子到不了B板(    )
A . 图片_x0020_100001 B . 图片_x0020_100002 C . 图片_x0020_100003 D . 图片_x0020_100004
如图,a、b、c三个 粒子由同一点沿垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场.以下说法错误的是(   )

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A . a和b在电场中运动的时间相等 B . 电场力对b做的功比对a做的功多 C . 进入电场时,c的速度最大,a的速度最小 D . 若想让c也打在下极板上,可增大两板间的电压
如图所示,在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q(假设该点电荷对第一象限内的电场无影响)。现有一质量为m=9×10-4kg,带电量为 q=3×10-12C的带电微粒从y轴上A 点(y=0.9cm)以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切(图中A、B及点电荷Q的位置均未标出)。不考虑以后的运动。(重力加速度g=10m/s2 , 静电力常量k=9.0×109Nm/C2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:

  1. (1) 点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹)。
  2. (2) 点电荷Q的电荷量。
如图所示,O点固定,绝缘轻细杆l,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,水平方向的匀强电场的场强为E,将小球拉成水平后自由释放,求

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  1. (1) 小球到达最低点B时的速度大小
  2. (2) 在最低点B时绝缘杆给小球的力
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,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C的方向),电场强度的大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面,磁感应强度的大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射入第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向以初速度v0从A处射入,射入的粒子均能击中C点。若AB=L,BC= ,且粒子由A运动到C的时间均小于1s。不计粒子重力、空气阻力及电磁场变化带来的影响。求:

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  1. (1) 磁场的方向,以及电场强度E0和磁感应强度B0的比值;
  2. (2) 假设第一个粒子由A运动到C所经历的时间为t,则第二个粒子运动到C的时刻。
如图所示的平面直角坐标系 ,y轴和直线 之间存在沿x轴负方向的匀强电场Ⅰ,在直线 和直线 之间存在与直线 的夹角为 的匀强电场Ⅱ,一质量为m、带电量为 的带电粒子,从y轴上的A点以沿着y轴负方向的初速度 进入匀强电场Ⅰ,经过直线 上的B点(图中未画出),进入匀强电场Ⅱ做匀变速直线运动,最后粒子达到直线 上的C点(图中未画出),速度刚好为0,不计粒子的重力。求:

  1. (1) A、B两点的电势差及匀强电场Ⅱ的电场强度;
  2. (2) 粒子从A点到B点的运动时间;
  3. (3) 粒子从A点到C点沿y轴方向的分位移。
一个初速度为零的电子在经U1的电压加速后,垂直于平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入,如图所示,两板间距d,板长L,两板间的电压U2。已知电子所带电荷量e,质量m,只考虑两板间的电场,不计电子受到的重力。

  1. (1) 求电子经加速电压加速后进入偏转电场的速度v0
  2. (2) 求电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y;
  3. (3) 电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的P点,求P点到下极板右端的距离x。
如图甲所示,直线加速器由一个金属圆板(序号为0)和多个横截面积相同的金属圆筒组成,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板和圆筒与交流电源相连,序号为奇数的圆筒和电源的一极相连,圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若已知电子的质量为m、电荷量为e、电压的绝对值为u,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在时,圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,电子在每个圆筒中运动的时间均小于T,且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出,则(   )

A . 圆筒内存在沿轴线的电场,电子在圆筒内向右加速运动 B . 电子在各圆筒内运动时间均为 C . 时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值 D . 第n个圆筒的长度为
一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面,且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd,若不计粒子所受重力,则(   )

A . 粒子一定带正电 B . 粒子的运动是变加速运动 C . 粒子从A点运动到B点的过程中动能先减小后增大 D . 粒子从A点运动到B点的过程中电势能减小
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