电荷在匀强电场中的运动 知识点题库

如图所示,质子( H)和α粒子( He),以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力),则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为

如图所示,在真空中不计重力的带电粒子P1、P2先后以相同的初速度从O点射入匀强电场,它们的初速度垂直于电场强度方向.偏转之后分别打在B、C两点,且AB=BC,P1带的电荷量为P2的3倍,则P1、P2的质量之比m1:m2

静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电除尘、静电复印等,所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上.现有三个粒子a、b、c 从P点向下射入由正、负电极产生的电场中,它们的运动轨迹如图所示,则  a、b、c的带电情况:a,b,c(带正电,不带电,带负电)

a、b、c三个α粒子(重力不计)由同一点M同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间,其轨迹如图所示,其中b恰好沿板的边缘飞出电场,由此可知(  )

A . 进入电场时a的速度最大,c的速度最小 B . a、b、c在电场中运动经历的时间相等 C . 若把上极板向上移动,则a在电场中运动经历的时间增长 D . 若把下极板向下移动,则a在电场中运动经历的时间增长
让原来静止的氢核( H)、氘核( H)和氚核( H)的混合物通过同一加速电场相同电压加速后,这些核将具有(  )
A . 相同的速度 B . 相同的动能 C . 相同的动量 D . 以上都不相同
如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异种电荷.一带电小球水平射入板间,轨迹如图中虚线所示,那么(  )

A . 小球所受合外力发生变化 B . 小球从M点运动到N点电势能一定增加 C . 小球从M点运动到N点动能一定增加 D . 小球从M点运动到N点机械能一定增加
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.
如图所示,一束带负电荷e,质量为m的电子流,平行于x轴从a点以速度v0射入第Ⅰ象限区域,为使这束电子能经过x轴上的b点,可在第Ⅰ象限某区域加一个正y方向的匀强电场,场强大小为E,其范围沿y方向无限大,沿x轴方向宽度为s,已知oa=L,ob=2s.求:

  1. (1) 电子离开电场后将做何种运动?
  2. (2) 电场边界线跟b点的距离.
如图是示波管的示意图,竖直偏转电极的极板长l=4cm,板间距离d=1cm,板右端距离荧光屏L=18cm(水平偏转电极上不加电压,没有画出),电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107m/s,电子电荷量e=1.60×10﹣19C,质量m=0.91×10﹣30kg.

  1. (1) 要使电子束不打在偏转电极的极板上,加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大?
  2. (2) 若在偏转电极上加40V的电压,在荧光屏的竖直坐标轴上看到的光点距屏的中心点多远?
如图,在平面直角坐标系xOy内,第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以速度v垂直于y轴射出磁场.不计粒子重力.求:

  1. (1) 电场强度大小E;

  2. (2) 粒子在磁场中运动的轨道半径;

  3. (3) 粒子离开磁场时的位置坐标.

在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数K=5N/m的轻弹簧一端固定在0点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1kg和mB=0.2kg,B所带电荷量q=+4×10﹣6C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电量不变.取g=lOm/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.

  1. (1) 求B所受静摩擦力的大小;

  2. (2) 现对A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了△Ep=0.06J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.

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,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10﹣25kg、电荷量为q=1.6×1018C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到边界b的Q(图中未标出)处.试求

  1. (1) 粒子穿过狭缝P时的速度υ及其与b板的夹角θ.

  2. (2) P、Q之间的距离L.

如图所示,从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场.电子的重力不计,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是(   )

A . 仅减小偏转电极间的电压 B . 仅增大偏转电极间的电压 C . 仅将偏转电场极性对调 D . 仅增大偏转电极间的距离
如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向里.P点的坐标为(﹣6L,0),Q1、Q2两点的坐标分别为(0,3L),(0,﹣3L).坐标为(﹣L,0)处的C点固定一平行于y轴放置一足够长的绝缘弹性挡板,带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y方向分速度不变,沿x方向分速度反向,大小不变.带负电的粒子质量为m,电量为q,不计粒子所受重力.若粒子在P点沿PQ1方向进入磁场,经磁场运动后,求:

  1. (1) 只与挡板碰撞一次并能回到P点的粒子初速度大小;
  2. (2) 粒子能否经过坐标原点O之后再回到P点;
  3. (3) 只与挡板碰撞三次并能回到P点的粒子初速度大小以及这种情况下挡板的长度至少为多少.
如图,平行金属板水平放置,一带电荷量为q(q>0)、质量为m的a粒子从板的左侧O点沿两板间的中线以初速度v0射入板间,结果粒子恰好从上板的右侧边缘与静止在此处的另一不带电、等质量的b粒子碰后粘在一起,进入一圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,圆形磁场的圆心与上板在同一直线上.两粒子经磁场偏转后射出磁场,沿水平方向返回两板间,它们又刚好返回到O点.不计粒子重力,金属板长为L,板上所加电压为U= ,求:

  1. (1) a粒子刚出电场时的速度大小;
  2. (2) 两粒子从板右端返回电场时的位置与下板间的距离;
  3. (3) a粒子在磁场运动过程中所受洛仑兹力大小和洛仑兹力对a粒子的冲量.
如图所示,在直角坐标系xOy中,矩形区域Oabc内(包含边界)有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B= T;第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E= N/C。已知矩形区域 边长为1.6m,ab边长为0.5m。在bc边中点N处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地射出速率均为 m/s的某种带正电粒子,带电粒子质量m= kg,电荷量q= C,不计粒子重力及粒子间相互作用,取sin37°=0.6,cos66°=0.4。求:

  1. (1) 粒子在磁场中运动的半径
  2. (2) 从ab边射出的粒子(不进入电场区域)的最长轨迹的长度及射出ab边时的位置坐标;
  3. (3) 沿x轴负方向射出的粒子,从射出到从y轴离开磁场所用的时间。
空间中有一直角坐标系,其第一象限中在圆心为O1、半径为R、边界与x轴和y轴相切的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B,第二象限中存在方向竖直向下的匀强电场.现有一群质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从圆形区域边界与x轴的切点A处沿纸面上的不同方向射入磁场中,如图所示.已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均为R,其中沿AO1方向射入的粒子恰好到达x轴上与O点距离为2R的N点.不计粒子的重力和它们之间的相互作用.求:

  1. (1) 粒子射入磁场时的速度大小及电场强度的大小;
  2. (2) 速度方向与AO1夹角为60°(斜向右上方)的粒子到达x轴所用的时间.
如图所示,水平放置的平行板电容器两极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电荷量为q,它从上极板的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板N的边缘射出,设重力加速度为g.则:(   )

A . 微粒的加速度不为零 B . 微粒的电势能减少了mgd C . 两极板的电压为 D . M板的电势低于N板的电势
如图甲所示,空间分布着方向平行于纸面、宽度为d的水平匀强电场。在紧靠电场右侧半径为R的圆形区域内,分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为-q的粒子从左极板上A点由静止释放后,在M点离开加速电场,并以速度v0沿半径方向射入匀强磁场区域,然后从N点射出。MN两点间的圆心角∠MON=120°,粒子重力可忽略不计。

  1. (1) 求加速电场场强E0的大小;
  2. (2) 求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
  3. (3) 若仅将该圆形区域的磁场改为平行于纸面的匀强电场,如图乙所示,带电粒子垂直射入该电场后仍然从N点射出。求该匀强电场场强E的大小。
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