- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=16cm,板长L=30cm.一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22kg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,则粒子带______电荷(填“正”或“负”);要使粒子恰能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0=______m/s.
正确答案
正
1.5x104
解析
解:(1)粒子所受的电场力向下,则粒子带正电
(2)由题意:
即
代入数据解得:
故答案为:正; 1.5x104
(2015秋•乌兰察布校级期末)如图所示,质量为m、电量为q的离子(重力不计)从静止状态开始,经过加速电场U1后,水平进入平行板电容器,进入位置为两板正中间.已知两板相距为d,板长为L,已知该离子恰能从两板间飞出.试求:
(1)该离子进入平行板之前的速度为多大?
(2)平行板间的电压U2的取值为多大.
正确答案
解:(1)在加速电场中,由动能定理有:
eU=-0
解得:
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,有:
平行极板方向:l=v0t
根据牛顿第二定律得:a==
,
垂直极板方向:y==
=
要飞出极板区:y=
解得:U2=.
答:(1)该离子进入平行板之前的速度为,
(2)平行板间的电压U2的取值为.
解析
解:(1)在加速电场中,由动能定理有:
eU=-0
解得:
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,有:
平行极板方向:l=v0t
根据牛顿第二定律得:a==
,
垂直极板方向:y==
=
要飞出极板区:y=
解得:U2=.
答:(1)该离子进入平行板之前的速度为,
(2)平行板间的电压U2的取值为.
匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形,如图所示,场强方向平行于纸面.具有初速度的电子在电场力作用下从B到A动能减少E0,质子在电场力作用下从C到A动能增加E0,求匀强电场的场强.(重力不计)
正确答案
解:根据动能定理得电子从B到A过程中
-eUBA=-E0,
则得:B、A间的电势差 ①
质子从C到A过程中,eUCA=E0,得UCA= ②
由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势,即φB=φC>φA.
因为电场为匀强电场,所以BC连线为等势面(如图中虚线),与BC垂直为电场线(如图中实线)
则场强大小为E==
=
场强方向垂直BC,并指向A.
答:匀强电场的场强大小为,方向垂直BC,并指向A.
解析
解:根据动能定理得电子从B到A过程中
-eUBA=-E0,
则得:B、A间的电势差 ①
质子从C到A过程中,eUCA=E0,得UCA= ②
由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势,即φB=φC>φA.
因为电场为匀强电场,所以BC连线为等势面(如图中虚线),与BC垂直为电场线(如图中实线)
则场强大小为E==
=
场强方向垂直BC,并指向A.
答:匀强电场的场强大小为,方向垂直BC,并指向A.
(2015秋•海淀区月考)如图所示,在电场强度E=2.0×104 N/C的匀强电场中,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离x=0.10m.将一带正电的点电荷P放在电场中的A点,其所受电场力的大小F=4.0×10-4 N.求:
(1)点电荷P所带电荷量q;
(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W.
正确答案
解:(1)根据E=得该电荷的电荷量为:
(2)电场力对电荷所做的功
W=Fs=4.0×10-4×0.10J=4.0×10-5 J
答:(1)点电荷P所带电荷量q为2.0×10-8C;
(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W为4.0×10-5 J.
解析
解:(1)根据E=得该电荷的电荷量为:
(2)电场力对电荷所做的功
W=Fs=4.0×10-4×0.10J=4.0×10-5 J
答:(1)点电荷P所带电荷量q为2.0×10-8C;
(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W为4.0×10-5 J.
下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后,速度最大的是( )
正确答案
解析
解:设粒子的电量为q,质量为m,则由动能定理得:
qU=mv2
得到v=在题中四个粒子中质子的比荷最大,速度也最大.故A正确,BCD错误.
故选:A
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