- 带电粒子在电场中的运动
- 共5409题
如图所示,电子(质量m,电量e)经加速电场(电压为U1)后由中央进入偏转电场(电压为U2),然后从下极板的边缘飞出偏转电场,已知偏转电场极板长度为L,板间距离为d. 求:
(1)该电子在偏转电场运动的加速度大小;
(2) 电子飞出电场时的动能.
正确答案
略
(1) 电子在加速电场中做变速直线运动,设在进入中央偏转电场的速度为,加速度为
,根据动能守恒定律得
,化简得
,
对电子在中央偏转电场中运动进行分解:
水平方向做匀速直线运动,,
竖直方向做变速直线运动,,竖直方向末速度
,
由和
可得
电子在偏转电场运动的加速度大小,
(2) 电子飞出电场时的速度为
,
竖直方向的末速度,
所以,
电子飞出电场时的动能为
如图所示,有一电子经电压U0加速后,进入两块间距为d,电压为U的平行金属板间,若电子从两板正中间射入,且正好能穿出电场,金属板的长度为 (重力忽略).
正确答案
d√2U0 /U
略
如图所示,绝缘水平面AB与倾角为θ=53o绝缘斜面BC相连,处于在水平向右,场强为E的匀强电场中,将一质量为m,电荷量为+q的带电滑块自P点先后以v0和3v0平行斜面抛出(不计空气阻力),并经历时间t1和t2先后落在水平面AB内和斜面BC上,已知,物块的带电量为q=,设
=k,则k的值可能为( )
A B
C
D
正确答案
AB
经计算。可得qE∶mg=4∶3,所以得α=53o得二者的合力F与物块的初速度方向垂直,将二者合力视作等效重力,即物块做类平抛运动,沿v0方向Sx=v0t
垂直v0方向,Sy=at2
且a="F/m " tgθ=Sy/Sx
以上几式联立,可得t=2v0tgθ/a,,由此可知;若两次均打在水平面上,则k=,若均打在斜面上,则k=1,题目所述情况应介于二者之间,所以AB正确。
(10分)在足够大的真空空间中,存在水平向右的匀强电场。若用绝缘细线将质量为m 的带电小球悬挂在电场中,静止时,细线偏离竖直方向夹角θ=370。(1)、若将该小球从电场中某点竖直向上抛出,初速度大小为V0,求:小球在电场中运动过程中的最小速率?(2)、若有足够多的小球从A点沿与水平方向α=370的方向不断抛出。一竖直方向放置的绝缘板在距A点的B处放置,板上涂有特殊的物质,带电小球打到板上会使该物质持续发光。从第一个小球达到板上开始,板会缓慢向左平移直至A点,忽略电荷对电场的影响,小球可以看成质点,求板上的发光部分的长度?(
、
)
正确答案
(1)、最小速率:(2)、发光长度:
(
)
略
质量为5×kg的带电粒子以
=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央水平飞入板间,如图示,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当
=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,问粒子所带电荷的符号及量值,并计算AB间电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出(g取10m/
)
正确答案
所以:
真空中有一束电子流,以一定速度v沿与场强垂直的方向从O点射入匀强电场,如图所示. 以O为坐标原点,取x轴垂直于电场方向,y轴平行电场方向,在x轴上取OA =" AB" = BC,分别由A、B、C点做y轴的平行线交电子流轨迹于M、N、P点. 电子流在这些点沿x轴方向的分速度之比是vMx:vNx:vPx= ,沿y轴方向的分速度之比vMy :vNy :vPy = .
正确答案
1:1:1,1:2:3
略
个带正电、质量为的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角一直
保持为.现将该小球从电场中某点以初速
、方向与电场方向成
抛出,如图所
示.重力加速度取g,.求:
(1)小球受到电场力的大小;
(2)抛出后,小球回到与抛出点等高处的时间;
(3)小球从抛出至到回到与抛出点等高处的过程中,电势能变化了多少.
正确答案
(1)(2)
(3)
(1)设电场力为,由图可知:
解得: ①
(2)根据牛顿第二定律得
②
与
垂直,做类平抛运动,建立如图所示坐标系
方向:
③
方向:
④
且 ⑤
由②③④⑤解得: ⑥
(3) 方向位移:
⑦
由几何关系得小球位移:
⑧
根据 ⑨
解得. ⑩
评分标准:①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式各1分。
注;其他解法只要正确同样得分。
一电路如图所示,电源电动势E=28 V,内阻r =2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。求:
(1)若开关S处于断开状态,则当将其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10 m/s2)
正确答案
解:(1)S断开时,电阻R3两端电压为
S闭合后,外阻为
路端电压为
电阻R3两端电压为
则所求流过R4的总电量为△Q= CU3-CU3'=6.0×10-12 C
(2)设微粒质量为m,电量为q,当开关S断开时有
当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则
假设微粒能从C的电场中射出,则水平方向
竖直方向
由以上各式得:
故微粒不能从C的电场中射出
如图所示,质量m="1" g.电荷量q=2×10-6C的带电微粒从偏转极板A.B中间的位置以10 m/s的初速度垂直电场方向进入长为L="20" cm.距离为d="10" cm的偏转电场,出电场后落在距偏转电场40 cm的挡板上,微粒的落点P离开初速度方向延长线的距离为20 cm,(不考虑重力的影响.)
求:
(1)加在A.B两板上的偏转电压.
(2)当加在板上的偏转电压满足什么条件,此带电微粒会碰到偏转极板.
正确答案
15R(由得
,解得h=15R
略
一电路如图所示,电源电动势E=28 V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)
正确答案
解:(1)S断开时,电阻R3两端电压为16 V
S闭合后,外电阻为
路端电压为
电阻R3两端电压为
则所求流过R4的总电量为△Q=CU3-CU'3=6.0×10-14 C
(2)设微粒质量为m2,电量为q,当开关S断开时有
当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则
假设微粒能从C的电场中射出,则水平方向
竖直方向
由以上各式求得
故微粒不能从C的电场中射出
扫码查看完整答案与解析