电荷在匀强电场中的运动 知识点题库

如图所示,方向水平的匀强电场E中,有一带电体P自O点竖直向上入射,它的初动能Ek0=4J,当P上升到最高点M时,动能EkM=5J,那么当它向下运动通过与O在同一水平线上的N点时,OM和MN的水平位移之比;动能EkN=J.

两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关K,电源即给电容器充电.保持K接通,减小两极板间的距离,则一个电子(不计重力)从下极板处由静止释放到达上极板处时的速度将(填变大或变小或不变)

如图,正电荷q从O点沿箭头方向射入竖直向上的匀强电场,电荷重力不计,其运动轨迹可能为(  )

A . OP B . OO′ C . OQ D . OS
如图,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为U1 , 偏转电压为U2 , 要使电子穿出电场时偏移量y增大为原来的2倍,下列方法中可行的是(  )

A . 使U1增大为原来的2倍 B . 使U2增大为原来的4倍 C . 使偏转板的长度增大为原来的2倍 D . 使偏转板的间距减小为原来的
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们之间的距离为10cm,两点的连线与场强方向成53°角.将一个电荷量为1×10﹣6 C的电荷由A点移到B点,电场力做功为8×10﹣5 J.求:

  1. (1) A、B两点的电势差UAB
  2. (2) 匀强电场的场强E.
如图所示,两个大平行金属板M、N间距离d=1.2cm,两板接在电压U=240V的电源上,M板接地,板间A点距M板0.2cm,B点距N板0.5cm,一个q=﹣3×10﹣4C的点电荷放在A点处,试求:

  1. (1) 该电荷在A点所受的电场力
  2. (2) A点的电势和该电荷在A点所具有的电势能
  3. (3) 若该电荷从A点运动到B点,电场力所做的功?
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.

长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个带电量为+q、质量为m的带电粒子,以初速度v0 紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下极板边缘射出,射出时速度恰与下极板成30°角,如图所示,不计粒子重力,求:

  1. (1) 粒子末速度的大小;

  2. (2) 匀强电场的场强;

  3. (3) 两板间的距离.

如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点.

  1. (1) 判读墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;

  2. (2) 求磁感应强度B的值;

  3. (3) 现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?

如图所示的坐标系xOy中,x<0,y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,X轴上A点坐标为(﹣L,0),Y轴上B点的坐标为(0, L).有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电 场区域,经过B点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点 (图中未画出)运动到坐标原点O.不计重力.求:

  1. (1) 粒子在B点的速度vB是多大?

  2. (2) C点与O点的距离xc是多大?

  3. (3) 匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大?

如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为﹣q的物块从A点由静止开始下落,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,从A点运动到B点的过程中加速度大小为2g,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )

A . 该匀强电场的电场强度为 B . 物块从A点运动到C点的过程中,物块和弹簧构成的系统机械能守恒 C . 物块从A点运动到C点的过程中电势能的减少量为mg(H+h) D . 物块从B点运动到C点的过程中物块的机械能和电势能之和保持不变
如图所示,在地面附近,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E.一个带正电荷的油滴经图中x轴上的M点,始终沿着与水平方向成α=300的斜向下的直线运动,进入x>0区域.要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需在x>0区域内加一个匀强电场.若带电油滴做圆周运动通过x轴的N点,且MO=NO.求:

  1. (1) 油滴运动的速度大小.
  2. (2) 在x>0空间内所加电场的场强大小和方向.
  3. (3) 油滴从x轴上的M点开始到达x轴上的N点所用的时间.
如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(d,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,﹣d)点.不计重力和分裂后两微粒间的作用.试求

  1. (1) 分裂时两个微粒各自的速度;
  2. (2) 当微粒1到达(0,﹣d)点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
  3. (3) 当微粒1到达(0,﹣d)点时,两微粒间的距离.
如图,相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,设磁感应强度的大小分别为B1、B2 . 已知:磁感应强度方向相反且垂直纸面;两个区域的宽度都为d;质量为m、电量为+q的粒子由静止开始经电压恒为U的电场加速后,垂直于区域Ⅰ的边界线MN,从A点进入并穿越区域Ⅰ后进入区域Ⅱ,最后恰好不能从边界线PQ穿出区域Ⅱ.不计粒子重力.求

  1. (1) B1的取值范围;
  2. (2) B1与B2的关系式.
如图所示,在xoy平面内的第三象限中有沿﹣y方向的匀强电场,场强大小为E,在第一和第二象限有匀强磁场,方向垂直于坐标平面,在其他三个象限存在于磁场垂直的匀强电场,有一个质量为m、电荷量为q的小球,从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,小球经电场偏转后,从M点进入磁场做圆周运动,并到达+x轴的N点,最后到达﹣y轴,已知OM=2OP=2ON,求:

  1. (1) 求小球在其他三象限的电场强度E0
  2. (2) 求小球到达﹣y轴时距坐标原点的距离;
  3. (3) 求小球从P点出发能到达﹣y轴时,磁场区域的最小的矩形面积.
如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接,半圆形轨道平面与电场线平行,其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点,P为QN圆弧的中点,一带负电q=104C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m的M处,g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 小滑块从M点到Q点电场力做的功
  2. (2) 要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q,则小滑块应以多大的初速度v0向左运动?
  3. (3) 这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
如图所示,两块平行金属板竖直放置,两板间的电势差U=1.5×103V(仅在两板间有电场)现将一质量 、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=4m/s水平抛出,小球恰好从左板的上边缘进入电场,在两板间沿直线运动,从右板的下边缘飞出电场,求:

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  1. (1) 进入电场时速度的大小;
  2. (2) 金属板的长度L;
  3. (3) 小球飞出电场时的动能Ek
如图,竖直平面xOy内,第一象限有水平向右(沿x轴正方向)的匀强电场,第三象限有竖直向上(沿y轴正方向)的匀强电场,场强大小均为E;悬点在A(0,L)、长为L的绝缘细线悬挂着质量为m的带电小球(可视为质点),小球静止时,细线与竖直方向的夹角为θ=37°.撤去第一象限的电场,小球自由下摆到O点时,细线恰好断裂,然后小球经第三象限的电场,落在地面上距O点水平距离为d的B点.重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

  1. (1) 小球的带电性质及电荷量q;
  2. (2) 小球运动到B 点的速度大小.
肆虐全球的新冠肺炎由新冠病毒引发,新冠病毒直径约60-140nm,通常需要借助电子显微镜才能看到。如图所示为某型号电子显微镜,竖直圆筒的上下两端分别装着电极,电子在两电极间从上向下加速,电子的动量越大,显微镜的分辨率就越高。假设电子由静止开始加速,下列说法正确的是(   )

A . 圆筒上端为正极,下端为负极 B . 两极间电压越大,电子离开电极时的波长越长 C . 若两极间电压不变,增大圆筒长度可提高显微镜的分辨率 D . 若将电子改为质子,以相同电压加速时质子显微镜分辨率更高
如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁场垂直于霍尔元件的工作面向上,通入图示方向的电流I,C、D两侧面间会产生电势差,下列说法中正确的是(   )

A . 电势差的大小仅与磁感应强度有关 B . 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势φCD C . 仅增大电流I时,电势差变大 D . 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
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