电荷在匀强电场中的运动 知识点题库

如图所示平行金属板A、B之间有匀强电场,A、B间电压为600V,A板带正电并接地,A、B两板间距为12cm,C点离A板4cm.则C点的电势为V.若将一电子从无穷远处移到C点,电场力做功J.(e=1.60×10﹣19 C)

如图所示,质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上板的过程中,它们运动的时间之比为;它们所带的电荷量之比为,它们的动能增加量之比为

如图所示,a、b 两个带正电的比荷相同的粒子,以不同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的 匀强电场后,a 粒子打在 B 板的 aʹ点,b 粒子打在 B 板的 bʹ点,若不计重力,则(  )

A . a 的电荷量一定大于 b 的电荷量 B . b 的质量一定大于a 的质量 C . a 的速度一定大于 b 的速度 D . b 的速度一定大于 a 的速度
如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为 仍能恰好穿过电场,则必须再使(  )

A . 粒子的电荷量变为原来的 B . 两板间电压减为原来的 C . 两板间距离变为原来的4倍 D . 两板间距离变为原来的2倍
如图所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑.当带电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,已知电场力的大小小于重力,则滑块的运动状态为(  )

A . 将减速下滑 B . 将加速下滑 C . 将继续匀速下滑 D . 前述三种情况都可能
如图甲所示,A、B是两水平放置的足够长的平行金属板,组成偏转匀强电场,B板接地.A板电势φA随时间变化情况如图乙所示,C、D两平行金属板竖直放置,中间有正对两孔O1′和O2 , 两板间电压为U2 , 组成减速电场.现有一带负电粒子在t=0时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入,并能从O1′沿O1′O2进入C、D间,刚好到达O2孔,已知带电粒子带电荷量为﹣q,质量为m,不计其重力.求:

  1. (1) 该粒子进入A、B的初速度v0的大小;
  2. (2) A、B两板间距的最小值和A、B两板长度的最小值.
如图所示,一带电粒子以速度v0沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场,它刚好贴着下板边缘飞出.已知匀强电场两极板长为L,间距为d,求:

  1. (1) 如果带电粒子的射入速度变为2v0 , 则离开电场时,沿场强方向偏转的距离y为多少?
  2. (2) 如果带电粒子以速度2v0射入电场上边缘,当它沿竖直方向运动的位移为d时,它的水平位移x为多大?(粒子的重力忽略不计)
在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成30°角,大小为E=4.0×105N/C,y轴右方有一垂直纸面的匀强磁场,有一质子以速度υ0=2.0×106m/s由x轴上A点(OA=10cm)先后两次进入磁场,第一次沿x轴正方向射入磁场,第二次沿x轴负方向射入磁场,回旋后都垂直射入电场,最后又进入磁场,已知质子质量m为1.6×10﹣27kg,不计质子重力,求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度大小和方向;

  2. (2) 质子两次在磁场中运动的时间之比;

  3. (3) 质子两次在电场中运动的时间各为多少?

光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行,一质量为m、带电量为q的小球由某一边中心,以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域,当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能可能为(   )
A . 0 B . mv + qEL C . mv D . mv + qEL
如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和2m的小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度 匀速上升,某时刻细绳断开(不考虑电荷间的库仑斥力作用),求:

  1. (1) 电场的场强及细绳断开后A、B两球的加速度;
  2. (2) 当B球速度为零时,A球的速度大小;
  3. (3) 自绳断开至B球速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?
如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距l,在正极板附近有一电荷量为q (q>0)的带正电粒子,在负极板附近有另一电荷量为-q的带负电粒子,在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知带正、负电粒子的质量之比为2:1,若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则当两粒子同时经过一平行于极板的平面时,该平面到正极板的距离为( )

A . B . C . D .
带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0 , 则一定有(   )

A . 电场力与重力大小相等 B . 粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小 C . 电场力所做的功一定大于重力做的功的绝对值 D . 电势能的减小一定等于重力势能的增加
如图所示,直线MN右侧的空间内存在一种匀强场,可能是匀强电场,也可能是匀强磁场.现让一带电粒子(重力忽略不计)从A点以一定速度倾斜穿过直线MN进入右侧区域内.粒子进入边界MN右侧区域后(   )

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A . 若粒子做曲线运动,则直线MN右侧区域内一定是匀强磁场 B . 若粒子做直线运动,则直线MN右侧区域内一定是匀强磁场 C . 若粒子速度大小不变,则直线MN右侧区域内一定是匀强磁场 D . 若粒子又从A点向左穿过直线MN,则直线MN右侧区域内一定是匀强电场
在长度为l、横截面积为S、单位长度的自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子受电场力作用先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即 (k是常数),则该导体的电阻等于(   )
A . B . C . D .
如图甲所示,一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场,最后落到地板上,此过程中,M在水平方向的分速度一直向右;如图乙所示,一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入水平向右的匀强电场,最后落到地板上。甲、乙两图,桌面离地的高度相同,两球的质量和电荷量均相同,不计空气阻力,下列说法正确的是(   )

A . M的落地时间比N长 B . M的落地速度比N大 C . M在水平方向的分速度越来越小,N在水平方向的分速度越来越大 D . 落地时M、N的速度方向可能相同
地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场,将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等,重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后,(    )
A . 小球的动能最小时,其电势能最大 B . 小球的动能等于初始动能时,其电势能最大 C . 小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时,其动能最大 D . 从射出时刻到小球速度的水平分量为零时,重力做的功等于小球电势能的增加量
利用电场与磁场控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,一粒子源不断释放质量为m,带电量为的带电粒子,其初速度为 , 经过可调的加速电压加速后,以一定速度垂直平面射入边长为的正方体区域。可调整粒子源及加速电场位置,使带电粒子在长方形区域()内入射,不计粒子重力及其相互作用。(说明:本题中为了计算方便,取

  1. (1) 若仅在正方体区域中加上沿x轴正方向的匀强电场,要让所有粒子都到达平面 , 求所加匀强电场电场强度的最小值
  2. (2) 若仅在正方体区域中加上沿x轴正方向的匀强磁场,要让所有粒子都到达平面(含边界),求所加匀强磁场的磁感应强度的大小满足的条件;
  3. (3) 同时加上沿x轴正方向的电场和磁场,且加速电压为零时,从M点射入的粒子恰好打在底面的中心,求所加的B、E的大小;
  4. (4) 同时加上沿x轴正方向的电场和磁场,且电场强度为 , 磁场的磁感应强度为 , 画出在平面上有粒子打到的区域的边界,并求出面积。
如图所示,在平面直角坐标系轴的左侧有与轴正方向成斜向上的匀强电场,电场强度大小为;y轴的右侧有与轴正方向成斜向下的匀强电场,电场强度大小为。一比荷为的带正电的粒子从负半轴上的点由静止释放,间的距离为 , 粒子经y轴上的点进入轴右侧的匀强电场区,最后到达轴上的点(图中未标出)。粒子重力忽略不计,

  1. (1) 求粒子经过点时的速度大小;
  2. (2) 若该过程粒子离轴最远的点为(图中未标出),求粒子从点运动到点的时间;
  3. (3) 求点到点的距离。
静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置可简化如图。A、B为两块平行金属板,两板间有方向由B指向A的匀强电场,电场强度大小为E,两板间的距离为d。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出质量为m、电量为q、初速度为v0的带负电油漆微粒,油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽略。试求:

  1. (1) 微粒打在板上时的速度大小;
  2. (2) 微粒下落至金属板运动的最短时间;
  3. (3) 计算落在金属板上的微粒图形的面积大小。
如图所示的电路中,两平行金属板A,B水平放置,接入如图所示电路中,两板间的距离d=50cm电源电动势E=15V,内电阻r,电阻R1=4Ω,R2=10Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带电的小球放入板间恰能保持静止,若小球质量为m=2×10-2kg,电量q=1×10-2C,(g=10m/s2)问:

  1. (1) 小球带正电还是负电,电容器的电压为多大?
  2. (2) 电路中的电流为多大?
  3. (3) 电源的内阻为多大?
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