- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6 C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5 J,已知A点的电势为-10V,则以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了10-5J,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左.
根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示.故A、B错误.
D、根据动能定理得:qUAB=△Ek,得UAB=V=-10V,又UAB=φA-φB,φA=-10V,则φB=0.故C正确,D错误.
故选:C.
如图所示,竖直放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场,板间距离为d,一个带电的液滴带电量大小为q,质量为m,从右板下边缘射入电场,沿直线从左板上边缘射出,则( )
正确答案
解析
解:A、由题分析可知,微粒做匀速直线运动,电场力与重力的合力必定沿运动方向,所以所受电场力方向必定水平向右,液滴必定带正电,故A错误.
B、电场力方向必定水平向右,和运动方向夹角大于90°,所以电场力做负功,机械能减少,故B正确;
C、由几何关系得:tan30°=,解得:
,再根据W电=Uq得:
,故C错误;
D、△EP=-W电=.故D错误.
故选B
如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×103V/m,两板相距d=10cm,板长L=40cm.一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:
(1)粒子带何种电荷?
(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大?
(3)粒子飞出电场时最大偏角的正切值为多大?
正确答案
解:(1)由于B板带负电,粒子向B板偏转,说明粒子带正电;
(2)在粒子偏转到B板之前飞出电场做类似平抛运动.
竖直方向:=
at2=
•
•t2
得:t=
水平方向:v0==L
=0.4×
=8×104m/s
所以要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为8×104m/s;
(3)设粒子飞出电场的最大偏角为θ,则有:tanθ==
=
=0.25
答:
(1)粒子带正电;
(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为8×104m/s.
(3)粒子飞出电场时的最大偏角正切值0.25.
解析
解:(1)由于B板带负电,粒子向B板偏转,说明粒子带正电;
(2)在粒子偏转到B板之前飞出电场做类似平抛运动.
竖直方向:=
at2=
•
•t2
得:t=
水平方向:v0==L
=0.4×
=8×104m/s
所以要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为8×104m/s;
(3)设粒子飞出电场的最大偏角为θ,则有:tanθ==
=
=0.25
答:
(1)粒子带正电;
(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为8×104m/s.
(3)粒子飞出电场时的最大偏角正切值0.25.
如图所示,初速为零的电子经电压U1加速后,垂直进入偏转电场偏转,离开偏转电场时侧向位移是y.偏转板间距离为d,偏转电压为U2,板长为L.为了使得电子离开偏转电场时侧向位移y增大,可采用下面哪些办法( )
正确答案
解析
解:粒子经电场加速后,根据动能定理有:
得电子加速后的速度v=
粒子进入偏转电场做类平抛运动:
水平方向:L=vt可得粒子运动时间;
竖直方向:=
;
所以要增加侧向位移y,可以增大偏转电压U2,增加板长L,或减小极板距离d,或减小加速电压U1
所以AC正确,BD错误.
故选:AC
如图所示的阴极射线管,无偏转电场时,电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑.如果只逐渐增大M1M2之间的电势差,则( )
正确答案
解析
解:A、B、设电子由加速电场加速后的速度为v.电子在加速电场中运动过程,由动能定理得:
eU1=
解得,.
电子进入偏转电场后做匀变速曲线运动,沿极板方向做匀速直线运动,沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有:
水平方向有:L=vt
竖直方向有:
vy=at
电子刚离开偏转电场时的偏转角正切为:tanα=
由以上各式解得:电子刚离开偏转电场时偏转角的正切为:tanα=,
则 α=arctan .
即电子离开偏转电场时的偏转角α随偏转电压的增大而增大.如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2,在荧屏上的亮斑向上移动.故A正确,B错误;
C、电子离开偏转电场时的偏转量:,
如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2,电子离开偏转电场时的偏转量将增大.
偏转电场对电子做的功:W=e•E•y,偏转量越大,电场力做的功越多.故C正确;
D、偏转电场的电场强度:,所以如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2,偏转电场的电场强度增大.故D错误.
故选:AC
扫码查看完整答案与解析