带电粒子在电场中的加速_章节学习

1

题型：填空题

|

填空题

一个质量为m，带电量为e的电子，以初速度v0沿与电场线平行的方向射入匀强电场．经过时间t，电子具有的电势能与刚射入电场时具有的电势能相同，则此匀强电场的电场强度E=______，带电粒子在电场中通过的路程是______．

正确答案

解析

解：电子经过时间t时，初末时刻电势能相同，则电场力不做功，电子回到初位置，速度和初位置大小相等．

所以电子在电场中一直作匀减速运动．从进入到速度减为0所用时间为t1=，则有 v0=at1．

根据牛顿第二定律得，a=，

得到v0=at1=•，

解得：E=

通过位移为s==；电子在电场中的运动路程为S=2s=．

故答案为：；

1

题型：多选题

|

多选题

如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出．已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t，则（　　）

A在前时间内，电场力对粒子做的功为

B在后时间内，电场力对粒子做的功为qU

C在粒子下落前和后过程中，电场力做功之比1：3

D在粒子下落前和后过程中，电场力做功之比1：1

正确答案

B,D

解析

解：A、因为粒子在时间t内下降的位移为，在竖直方向上做匀加速直线运动，则在前时间内，粒子在竖直方向上的位移为，后时间内，粒子在竖直方向上的位移为，则在前时间内，电场力对粒子做的功为，在后时间内，电场力对粒子做的功为qU，故A错误，B正确．

C、根据U=Ed知，粒子下落前和后过程中，根据W=qU知，电场力做功相等，故D正确，C错误．

故选：BD．

1

题型：简答题

|

简答题

在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示．小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高．小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力．

求：（1）小球水平位移x1与x2的比值；

（2）小球落到B点时的动能EkB．

正确答案

解：（1）小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据对称性得知，从A点至M点和从M点至B点的时间t相等．

小球在水平方向上做初速为零的匀加速直线运动，设加速度为a，

则，

所以

（2）小球从A到M，水平方向上电场力做功W电=Eqx1=EkM-0J=6J，

则从A到B水平方向上电场力做功W电′=Eq（x1+x2）=4W电=24J

则由能量守恒可知，小球运动到B点时的动能为EkB=Ek0+4W电=8+24J=32J

答：（1）小球水平位移x1与x2的比值为1：3．

（2）小球落到B点时的动能EkB=32J．

解析

解：（1）小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据对称性得知，从A点至M点和从M点至B点的时间t相等．

小球在水平方向上做初速为零的匀加速直线运动，设加速度为a，

则，

所以

（2）小球从A到M，水平方向上电场力做功W电=Eqx1=EkM-0J=6J，

则从A到B水平方向上电场力做功W电′=Eq（x1+x2）=4W电=24J

则由能量守恒可知，小球运动到B点时的动能为EkB=Ek0+4W电=8+24J=32J

答：（1）小球水平位移x1与x2的比值为1：3．

（2）小球落到B点时的动能EkB=32J．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，水平放置的两平行金属板间有一竖直方向的匀强电场，板长为L，板间距离为d，在距极板右端L处有一竖直放置的屏M．一带电荷量为q、质量为m的质点从两板中央平行于极板射入电场，最后垂直打在M屏上，则质点打在屏上P点______（填上方或下方），板间场强大小为______．

正确答案

解：

质点要垂直打在M屏上，则打在M屏上时竖直方向上速度为零．对竖直方向上的运动进行分析，质点的前一段运动必定是在电场力和重力作用下做加速运动，后一段运动必定是在重力作用下做减速运动，最后速度减小为零，则只可能先向上做加速运动，然后向上做减速运动，位移应向上，故质点打在P点上方．又因两段运动的过程中质点在水平方向上的位移相等，质点在水平方向上做匀速直线运动，故质点做两段运动所经历的时间相等，设为t，对竖直方向上的运动有：=a1，g=a2，根据两段运动的对称性知a1t=a2t，则E=，

故答案为：上方；

解析

解：

质点要垂直打在M屏上，则打在M屏上时竖直方向上速度为零．对竖直方向上的运动进行分析，质点的前一段运动必定是在电场力和重力作用下做加速运动，后一段运动必定是在重力作用下做减速运动，最后速度减小为零，则只可能先向上做加速运动，然后向上做减速运动，位移应向上，故质点打在P点上方．又因两段运动的过程中质点在水平方向上的位移相等，质点在水平方向上做匀速直线运动，故质点做两段运动所经历的时间相等，设为t，对竖直方向上的运动有：=a1，g=a2，根据两段运动的对称性知a1t=a2t，则E=，

故答案为：上方；

1

题型：单选题

|

单选题

如图，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场．若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出．不计重力，则（　　）

A2v0=v1+v2

Bv0=

Cv0=

Dv2＜v0＜v1

正确答案

B

解析

解：ABC、设板间电压为U．

带电粒子恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场时，根据动能定理得：

q=- ①

在匀强磁场中该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出时，则有

-q=- ②

联立①②解得，v0=．故AC错误，B正确．

D、由①得知，v0＜v1．由②得知，v0＞v2．故D错误．

故选：B

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析