- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示在匀强电场中,将一电荷量为5×10-4C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.2J,已知A、B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,问:
(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?
(3)该匀强电场的电场强度为多大?
正确答案
解:(1)因为电荷由A移到B的过程中,电势能增加了0.2J,所以电场力负功,大小为0.2J.
(2)A、B两点间的电势差:=400V.
(3)又因为在匀强电场中U=Ed,所以有:
则:E==4×104V/m
答:(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了-0.2J功.
(2)A、B两点间的电势差为400V.
(3)该匀强电场的电场强度为4×104V/m.
解析
解:(1)因为电荷由A移到B的过程中,电势能增加了0.2J,所以电场力负功,大小为0.2J.
(2)A、B两点间的电势差:=400V.
(3)又因为在匀强电场中U=Ed,所以有:
则:E==4×104V/m
答:(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了-0.2J功.
(2)A、B两点间的电势差为400V.
(3)该匀强电场的电场强度为4×104V/m.
如图所示,带电的平行金属板电容器水平放置,质量相同、重力不计的带电粒子A、B,平行于极板以相同的初速度射入电场,结果打在极板上的同一点P.不计两微粒之间的库仑力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B水平方向两个粒子做匀速直线运动,运动时间为 t=,因为x、v0相等,则t相等,故A错误,B正确.
C、在竖直方向上两个粒子做初速度为零的匀加速直线运动,由y==
得电荷量为:q=
,可知,q∝y,所以微粒A所带的电荷量多.故C正确.
D、电场力做功为:W=qEy=•Ey=
,则有:W∝y2,可知,电场力对微粒A做的功多,故D错误.
故选:BC.
如图所示,带等量异种电荷的平行板金属板间有 a、b两点,a 点距A板的距离与 b 点距B板的距离均为 1cm,将一个带电荷量 为0.8×10-4C的正点电荷由 a 点移到 b 点,电场力做了2.0×10-4J的功.若该电荷所受的电场力为 0.01N,则平行板金属板间的距离为______ cm,B板接地,A板的电势为______V.
正确答案
4
5
解析
解:(1)由 a 点移到 b 点,正点电荷电场力做功为2.0×10-4J的,
由公式W=Fd,可得
由于a 点距A板的距离与 b 点距B板的距离均为 1cm,所以平行板金属板间的距离为d=2+1+1cm=4cm
(2)根据UAB=Ed,则有=5V
故答案为:4,5
如图所示,一束带电粒子经加速电场加速后进入偏转电场,已知粒子的电荷量为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)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)粒子在偏转电场中的运动时间
(3)若要使得粒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=
解得:v=
(2)粒子在偏转电场中的运动时间为:
(3)粒子进入偏转电场后,做类平抛运动
竖直方向:
水平方向:t=
粒子的加速度:a=
得:U=
答:(1)粒子进入偏转电场时的速度大小为
(2)粒子在偏转电场中的运动时间为
(3)若要使得粒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电压为
.
解析
解:(1)由动能定理可得:eU1=
解得:v=
(2)粒子在偏转电场中的运动时间为:
(3)粒子进入偏转电场后,做类平抛运动
竖直方向:
水平方向:t=
粒子的加速度:a=
得:U=
答:(1)粒子进入偏转电场时的速度大小为
(2)粒子在偏转电场中的运动时间为
(3)若要使得粒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电压为
.
如图,空间存在沿OM方向的匀强电场,ON与OM的夹角∠NOM=θ,某带正电粒子从OM上的P点垂直于OM进入电场,仅在电场力作用下运动,第一次经过ON的位置记为Q点.当粒子以不同大小的初速度进入电场,Q点的位置会不同,若Q点离O点最远距离
=L.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当粒子的运动轨迹与ON相切时,Q点最远,则粒子的速度方向沿ON方向,故A正确.
B、粒子垂直电场线方向上不受力,垂直OM方向的分运动是匀速运动,在OM方向上仅受电场力,初速度为零,做匀加速直线运动,故B正确.
C、粒子进入电场的初速越大,Q点离O点越近,故C错误.
D、如图所示,依题意得,粒子在Q点的速度方向沿着射线ON,粒子从P点开始做类平抛运动,设加速度为a,
沿着OM方向做匀加速直线运动,…①
在Q点平行于OM方向的分速度:
vOM=at…②
SQ方向做匀速运动,═v0t…③
且v0=vOMtanθ…④
解得OP=.故D正确.
故选:ABD.
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