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题型:简答题
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简答题

水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm,两板间距d=1.0cm,两板间电压为90V,且上极板为正,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中间射入,如图所示,求:电子质量m=9×10-31kg,电子电量q=1.6×10-19C,重力加速度g=10m/s2

(1)电子偏离金属板时的侧位移是多少?

(2)电子飞出电场时的速度的大小和速度偏转角的正切值?

(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若s=10cm,求OP的长.

正确答案

解:电子在匀强电场中受到静电力与重力作用,由于静电力N,远大于重力(G=mg=9×10-30N),即重力作用对物体运动的影响可以忽略不计,只考虑静电力.

又由于静电力方向与速度方向垂直,即在水平方向做匀速直线运动,竖直方向作初速度为零的匀加速运动,做类平抛运动.

(1)电子在电场中的加速度

水平方向做匀速运动,

=

侧位移即竖直方向的位移y=

(2)电子飞出电场时,水平分速度vx=v0,竖直分速度vy=at=1.6×1015×2.5×10-9=4×106m/s

则电子飞出电场时的速度v,由勾股定理可得:

m/s

设v与v0的夹角为θ,则

(3)电子飞出电场后做匀速直线运动,则OP=y+stanθ=0.005+0.020=0.025m.

答:(1)电子偏离金属板时的侧位移是0.50cm;

(2)电子飞出电场时的速度是2.03×107m/s,速度偏转角的正切值为0.2;

(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,OP的长为0.025m.

解析

解:电子在匀强电场中受到静电力与重力作用,由于静电力N,远大于重力(G=mg=9×10-30N),即重力作用对物体运动的影响可以忽略不计,只考虑静电力.

又由于静电力方向与速度方向垂直,即在水平方向做匀速直线运动,竖直方向作初速度为零的匀加速运动,做类平抛运动.

(1)电子在电场中的加速度

水平方向做匀速运动,

=

侧位移即竖直方向的位移y=

(2)电子飞出电场时,水平分速度vx=v0,竖直分速度vy=at=1.6×1015×2.5×10-9=4×106m/s

则电子飞出电场时的速度v,由勾股定理可得:

m/s

设v与v0的夹角为θ,则

(3)电子飞出电场后做匀速直线运动,则OP=y+stanθ=0.005+0.020=0.025m.

答:(1)电子偏离金属板时的侧位移是0.50cm;

(2)电子飞出电场时的速度是2.03×107m/s,速度偏转角的正切值为0.2;

(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,OP的长为0.025m.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•西宁校级期中)一个电子以v0=4×l07m/s的速度,方向与电场方向相同,射入电场强度E=2×l05V/m的匀强电场中,如图所示已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.0×10-31kg.

试求:

(1)从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少?两点间距离是多少?

(2)电子到达速度为0之点所需的时间是多少?

正确答案

解:(1)根据动能定理得:

解得:==4500V.

由E=得:d===2.25×10-2=2.25cm

(2)a===3.5×1016m/s2

则电子速度为0所需的时间:t===1.14×10-9s.

答:(1)从电子的入射点到达速度为0的两点间电势差是4500V.两点间距离是2.25cm.

(2)电子到达速度为0的点所需的时间是1.14×10-9s

解析

解:(1)根据动能定理得:

解得:==4500V.

由E=得:d===2.25×10-2=2.25cm

(2)a===3.5×1016m/s2

则电子速度为0所需的时间:t===1.14×10-9s.

答:(1)从电子的入射点到达速度为0的两点间电势差是4500V.两点间距离是2.25cm.

(2)电子到达速度为0的点所需的时间是1.14×10-9s

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题型:简答题
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简答题

如图所示,真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场,在电场中,一个质量为m、带电荷量为q的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在重力与电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成θ角做匀减速直线运动.求:

(1)匀强电场的场强的大小;

(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差.

正确答案

解:(1)小球做直线运动,故重力与电场力的合力必与v0在一条直线上,即:

tanθ=,得E=

(2)小球做匀减速直线运动,根据F=ma得:=ma;

解得:a=

最大位移:s==

水平位移:x=scosθ=

电势差:U=Ex=

答:(1)匀强电场的场强的大小为;(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差为

解析

解:(1)小球做直线运动,故重力与电场力的合力必与v0在一条直线上,即:

tanθ=,得E=

(2)小球做匀减速直线运动,根据F=ma得:=ma;

解得:a=

最大位移:s==

水平位移:x=scosθ=

电势差:U=Ex=

答:(1)匀强电场的场强的大小为;(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差为

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题型:填空题
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填空题

如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°.则电场力对试探电荷q所做的功等于______

正确答案

解析

解:由电容的定义式C=得,板间电压:

U=

故板间场强:

E==

试探电荷q由A点移动到B点,电场力做功:

W=qEssin30°=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

如图所示,A为粒子源.在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2.C、D板长L,板间距离d.现从粒子源A发出的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场,不计粒子的重力,求粒子离开偏转电场时的侧移距离和粒子的动能.

正确答案

解:令粒子所带电荷量为q,质量为m,在电场中加速后,根据动能定理有:

得粒子经电场加速后的速度

粒子进入偏转电场后,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向在电场力作用下做初速度为0的匀加速直线运动,加速度a=故有:

水平方向:l=vt      ①

由①得

所以在竖直方向偏转的侧位移:=

根据动能定理有:穿过偏转电场的过程中只有电场力做功,有:

粒子离开偏转电场时的动能:

=

答:粒子离开偏转电场的侧位移为,粒子的动能为

解析

解:令粒子所带电荷量为q,质量为m,在电场中加速后,根据动能定理有:

得粒子经电场加速后的速度

粒子进入偏转电场后,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向在电场力作用下做初速度为0的匀加速直线运动,加速度a=故有:

水平方向:l=vt      ①

由①得

所以在竖直方向偏转的侧位移:=

根据动能定理有:穿过偏转电场的过程中只有电场力做功,有:

粒子离开偏转电场时的动能:

=

答:粒子离开偏转电场的侧位移为,粒子的动能为

下一知识点 : 带电粒子在电场中的偏转
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