- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,一束电子经加速电场加速后进入偏转电场,已知电子的电荷量为e,质量为m,加速电场的电压为U1,偏转电场两极板间的距离为d,极板长度为L.问:
(1)电子进入偏转电场时的速度大小;
(2)若要使得电子在飞出偏转电场时的侧位移恰好为,则需在偏转电场两极板间加上多大电压.
正确答案
解:(1)由动能定理可得:eU1=
(2)电子进入偏转电场后,做类平抛运动
竖直方向:
水平方向:
电子的加速度:
得:
答:(1)电子进入偏转电场时的速度大小为;
(2)若要使得电子在飞出偏转电场时的侧位移恰好为,则在偏转电场两极板间加的电压为
解析
解:(1)由动能定理可得:eU1=
(2)电子进入偏转电场后,做类平抛运动
竖直方向:
水平方向:
电子的加速度:
得:
答:(1)电子进入偏转电场时的速度大小为;
(2)若要使得电子在飞出偏转电场时的侧位移恰好为,则在偏转电场两极板间加的电压为
如图所示,质子(
)和α粒子(
),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( )
正确答案
解析
解:质子和α粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动,根据牛顿第二定律得到粒子加速度的表达式为
a=
粒子射出电场时的侧位移y的表达式为
y=at2
又t=
联立得,y=
由题,两个粒子的初动能Ek相同,E、l相同,则y与q成正比,质子()和α粒子(
)电荷量之比为1:2,侧位移y之比为1:2.
故选:A
如图所示,匀强电场的宽度为d,电子以速率为v0沿垂直于场强方向穿越匀强电场,偏角θ=60°,电子的电荷量为-e,质量为m.求:
(1)电子在场强方向的侧移;
(2)匀强电场的场强大小.
正确答案
解:(1)把v沿水平、竖直方向分解,由数学知识得:tan30°=
解得:vy=v0,
由运动学公式:
水平方向:x=d=v0t,
解得:t=,
竖直方向:y=,
(2)竖直方向:vy=at,
解得:a=,
由牛顿第二定律得:a=,
联立解得:E=,
答:(1)电子在场强方向的侧移为;
(2)匀强电场的场强大小为.
解析
解:(1)把v沿水平、竖直方向分解,由数学知识得:tan30°=
解得:vy=v0,
由运动学公式:
水平方向:x=d=v0t,
解得:t=,
竖直方向:y=,
(2)竖直方向:vy=at,
解得:a=,
由牛顿第二定律得:a=,
联立解得:E=,
答:(1)电子在场强方向的侧移为;
(2)匀强电场的场强大小为.
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,则( )
正确答案
解析
解:A、由题分析可知,微粒做匀速直线运动,加速度为零.故A错误.
B、重力做功mgd,微粒的重力势能减小,动能不变,根据能量守恒定律得知,微粒的电势能增加了mgd.故B正确.
C、由上可知微粒的电势能增加量△ɛ=mgd,又△ɛ=qU,得到两极板的电势差U=.故C正确.
D、由题可判断出电场力方向竖直向上,微粒带负电,电场强度方向竖直向下,M板的电势高于N板的电势.故D错误.
故选:BC
(2015秋•湖北校级期中)如图所示,地面上某个空间区域存在这样的电场,水平虚线上方为场强E1,方向竖直向下的匀强电场;虚线下方为场强E2,方向竖直向上的匀强电场.一个质量m,带电+q的小球从上方电场的A点由静止释放,结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点,则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、对A到B的过程运用动能定理得,qUAB+mgh=0,解得:,知A、B的电势不等,则电势能不等.故A正确,B错误;
C、A到虚线速度由零加速至v,虚线到B速度v减为零,位移相同,根据匀变速运动的推论知,时间相同,则加速度大小相等,方向相反.故C错误;
D、在上方电场,根据牛顿第二定律得:,
在下方电场中,根据牛顿第二定律得,加速度大小为:,
因为a1=a2,解得:.故D错误.
故选:A.
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