- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
平行金属板,长为L,间距d=0.5L,带电粒子以初动能E0沿两极板中心线飞进电场,在两板间加上一定电压,则粒子从电场中飞出时,动能可能为 ( )
正确答案
解析
解:当两极间加上电压U时,粒子做匀变速曲线运动即
水平方向上:L=v0t
竖直方向上:y=at2
由牛顿第二定律,则有
解得:
因 y
由动能定理得,
qy≥Ek-E0
解得:Ek≤1.25E0;故A正确,BCD错误;
故选A
(2015秋•醴陵市校级期末)如图所示,a,b两个带正电的粒子,电荷量分別为q1与q2,质量分别为m1和m2.它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进人平行板间的匀强电场后.a粒子打在B板的a′点,b粒子打在B板的b′点,若不计重力.则( )
正确答案
解析
解:设任一粒子的速度为v,电量为q,质量为m,加速度为a,运动的时间为t,则
加速度:a= ①
时间 t= ②
偏转量 y=at2 ③
因为两个粒子的初速度相等,由②得:t∝x,则得a粒子的运动时间短,由①得:a的加速度大,
由③得:a粒子的比荷就一定大,但a的电荷量不一定大.故C正确.ABD错误
故选:C.
如图所示电路,电源电动势E=3V,电源内阻r=0.5Ω,电路保护电阻R0=1Ω,可调电阻R1,平行金属板M、N,板长L=2m,两板间距d=0.1m;在平行金属板M,N左侧边缘正中央P点有一比荷
=+0.25C/kg的带电粒子(重力不计)以水平速度v0=10m/s射入电场.则:
(1)当R1=0Ω时,平行金属板M、N两端的电压是多大;
(2)当R1为多大时,才能使P点的带电粒子恰好打在金属板上,此时打在哪个金属板上.
正确答案
解:(1)平行金属板M、N两端的电压为:
U=
(2)粒子做类似平抛运动,故:
L=v0t
其中:
a=
联立解得:
U′==
根据分压式,有:U′=
解得:R1=1.5Ω
电场力向上,故打在M板上
答:(1)当R1=0Ω时,平行金属板M、N两端的电压是2V;
(2)当R1为1.5Ω时,才能使P点的带电粒子恰好打在金属板上,此时打在M金属板上.
解析
解:(1)平行金属板M、N两端的电压为:
U=
(2)粒子做类似平抛运动,故:
L=v0t
其中:
a=
联立解得:
U′==
根据分压式,有:U′=
解得:R1=1.5Ω
电场力向上,故打在M板上
答:(1)当R1=0Ω时,平行金属板M、N两端的电压是2V;
(2)当R1为1.5Ω时,才能使P点的带电粒子恰好打在金属板上,此时打在M金属板上.
在绝缘的水平桌面上方存在场强为E的匀强电场,方向水平向右.在桌面上放一质量为m、带电量为+q的小物块,小物块在电场力的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动,已知小物块与桌面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:
(1)小物块在电场中受到的电场力的大小和方向;
(2)小物块的加速度大小;
(3)从静止开始经过时间t电场力对小物块所做的功.
正确答案
解:(1)根据,可知F=Eq,由于物体向右加速运动,因此所受电场力方向向右.
(2)小物块受力分析如图所示:
根据牛顿运动定律有:
水平方向:Eq-Ff=ma
竖直方向:mg-FN=0
Ff=μFN
联立解得:.
(3)设从静止开始经过时间t小物块的位移为s,根据运动学公式:
电场力对小物块所做的功:W=Eqs
解得:.
答:小物块在电场中受到的电场力的大小为:F=Eq,电场力方向向右;小物块的加速度大小:;
从静止开始经过时间t电场力对小物块所做的功:.
解析
解:(1)根据,可知F=Eq,由于物体向右加速运动,因此所受电场力方向向右.
(2)小物块受力分析如图所示:
根据牛顿运动定律有:
水平方向:Eq-Ff=ma
竖直方向:mg-FN=0
Ff=μFN
联立解得:.
(3)设从静止开始经过时间t小物块的位移为s,根据运动学公式:
电场力对小物块所做的功:W=Eqs
解得:.
答:小物块在电场中受到的电场力的大小为:F=Eq,电场力方向向右;小物块的加速度大小:;
从静止开始经过时间t电场力对小物块所做的功:.
α粒子和质子以相同的速度垂直电场线方向进入同一偏转电场,则在通过偏转电场的过程中,下列说 法中正确的是(不考虑α粒子和质子的重力)( )
正确答案
解析
解:A、由冲量I=Ft可得I=qEt,又E=,t=
联立以上各式可得I=,由于α粒子的电量较大,所以α粒子所受的冲量较大,故A正确.
B、由类平抛规律可得,偏转位移y=,a=
,t=
联立可得y=,可见y与粒子的比荷成正比,质子的偏转位移大,故B正确.
C、对粒子由动能定理可得qEy=-
,并利用上式的结果整理可得
=
+
,可见它们离开电场时的动能不相等,所以C错误.
D、由动能定理可得=qEy=
,由于
=
=
,所以D正确.
故选ABD.
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