带电粒子在电场中的加速
共3430题

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带电粒子在电场中的加速
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题型：多选题

多选题

（2015秋•陕西校级期中）如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为q=+10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为-10V，则（　　）

AB点的电势为0V

B电场线方向从右向左

C微粒的运动轨迹可能是轨迹1

D微粒的运动轨迹可能是轨迹2

正确答案

A,B,D

解析

解：A、从A到B，动能减小，知电场力做负功，根据动能定理得，=，因为A点的电势为-10V，则B点的电势为0V．故A正确．

B、因为电场力做负功，则电场力的方向水平向左，可知电场线的方向从右向左．故B正确．

C、电场力方向向左，根据轨迹的凹向大致指向合力的方向，知微粒的运动轨迹可能是轨迹2．故C错误，D正确．

故选：ABD．

题型：简答题

简答题

如图所示，有一电子（质量m，电量为e）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垂直电场方向射入，且正好能沿下板边缘射出电场，求：

（1）电子从加速电场U0射出时的速度？

（2）电子在平行金属板间（即偏转电场中）运动时的加速度？

（3）金属板AB的长度？

正确答案

解：（1）设电子被加速后速度大小为v0，对于电子在加速电场中，

由动能定理得：eUo=mv02 ①

解得：v0= ②

（2）电子在偏转电场中的做类平抛运动，

由牛顿第二定律得：a==，方向竖直向下，③；

（3）在偏转电场中，由电子做类平抛运动，设加速度为a，

极板长度为L，由于电子恰好射出电场，

在水平方向：L=v0t ④

在竖直方向：=at2 ⑤

由②③④⑤解得：L=d；

答：（1）电子从加速电场U0射出时的速度：v0=；

（2）电子在平行金属板间（即偏转电场中）运动时的加速度大小为：，方向：竖直向下；

（3）金属板AB的长度为：d．

解析

解：（1）设电子被加速后速度大小为v0，对于电子在加速电场中，

由动能定理得：eUo=mv02 ①

解得：v0= ②

（2）电子在偏转电场中的做类平抛运动，

由牛顿第二定律得：a==，方向竖直向下，③；

（3）在偏转电场中，由电子做类平抛运动，设加速度为a，

极板长度为L，由于电子恰好射出电场，

在水平方向：L=v0t ④

在竖直方向：=at2 ⑤

由②③④⑤解得：L=d；

答：（1）电子从加速电场U0射出时的速度：v0=；

（2）电子在平行金属板间（即偏转电场中）运动时的加速度大小为：，方向：竖直向下；

（3）金属板AB的长度为：d．

题型：简答题

简答题

如图所示电子射线管．阴极K发射电子，阳极P和阴极K间加上电压后电子被加速．A、B是偏向板，使飞进的电子偏离．若已知P、K间所加电压UPK=2.5×104V，两极板长度L=6.0×10-2m，板间距离d=3.6×10-2m，所加电压UAB=1000V，R=3×10-2m，电子质量me=9.1×10-31kg，电子的电荷量e=-1.6×10-19C．设从阴极出来的电子速度为0，不计重力．试问：

（1）电子通过阳极P板的速度υ0是多少？

（2）电子从偏转电极出来时的偏移距离y是多少？

正确答案

解：（1）在加速电场中，由动能定理得：

eUPK=mev02-0，代入数据解得：v0≈9.4×107m/s，

（2）在偏转电场中，运动时间：t1=，

加速度：a=，

偏转位移：y=at12，

解得：y=0.001m；

答：（1）电子通过阳极P板的速度υ0是9.4×107m/s；

（2）电子从偏转电极出来时的偏移距离y是0.001m．

解析

解：（1）在加速电场中，由动能定理得：

eUPK=mev02-0，代入数据解得：v0≈9.4×107m/s，

（2）在偏转电场中，运动时间：t1=，

加速度：a=，

偏转位移：y=at12，

解得：y=0.001m；

答：（1）电子通过阳极P板的速度υ0是9.4×107m/s；

（2）电子从偏转电极出来时的偏移距离y是0.001m．

题型：多选题

多选题

有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（　　）

A减小墨汁微粒的质量

B减小墨汁微粒所带的电荷量

C增大偏转电场的电压

D增大墨汁微粒的喷出速度

正确答案

B,D

解析

解：微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：

水平方向：L=v0t；

竖直方向：y=at2，

加速度：a=，

联立解得：y==，

要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y，

由上式分析可知，采用的方法有：减小比荷、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0、减小极板的长度L、减小偏转极板间的电压U，故AC错误，BD正确．

故选：BD．

题型：单选题

单选题

如图所示，电子从负极板边缘垂直射入均强电场，恰好从正极板边缘飞出．现在若使两极板间的距离大于原来的2倍，两极板的电压保持不变，电子入射的方向和位置不变，且电子仍恰从正极板边缘飞出，则电子入射速度大小应为原来的（　　）

A倍

B倍

C倍

D2倍

正确答案

解析

解：对于带电粒子以平行极板的速度从左侧中央飞入匀强电场，恰能从右侧擦极板边缘飞出电场这个过程，假设粒子的带电量e，质量为m，速度为v，极板的长度为L，极板的宽度为d，电场强度为E，极板之间的电压为U；

由于粒子做类平抛运动，所以：

水平方向：L=vt

竖直方向：

y=at2=

故：d2=

若间距d变为原来的两倍，粒子仍从正极板边沿飞出，则电子入射速度大小应为原来的；

故选：B

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