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：单选题

单选题

带电粒子射入两块平行板间的匀强电场中，入射方向跟极板平行，重力不计，若初动能为EK，则出场时动能为2EK．如果初速度增加为原来的2倍，则出场时动能为（　　）

A3EK

B4EK

正确答案

解析

解：设粒子第一个过程中初速度为v，电场宽度为L，初动能为 Ek=．

第一个过程中粒子沿电场线方向的位移为：y=at2=

第一个过程由动能定理：qEy=2Kk-Ek=Ek；

第二个过程中沿电场线方向的位移为：Y=，初动能为Ek′=；

根据动能定理得：qEY=Ek末-4Ek

代入得：qE•y=Ek末-4Ek，

解得：EK末=4.25Ek

故选：D

题型：单选题

单选题

真空中有一个电场，在这个电场中的某一点放入电量为1.5×10-8C的点电荷，它受到的电场力为6.0×10-4N，那么这一点处的电场强度的大小等于（　　）

A9.0×10-4N/C

B4.0×104N/C

C2.5×10-5N/C

D1.7×10-5N/C

正确答案

解析

解：由题，这一点处的电场强度的大小为：

N/C．

故选：B

题型：简答题

简答题

如图所示，一个质子以初速度v0=5×106m/s射入一个由两块带电的平行金属板组成的区域．两板距离为20cm，金属板之间是匀强电场，电场强度为3×105V/m．质子质量为m=1.67×10-27kg，电荷量为q=1.60×10-19C．试求

（1）质子由板上小孔射出时的速度大小；

（2）质子在电场中运动的时间．

正确答案

解：（1）根据动能定理得：

eEd=mv2-m

代入数据：得 v=6×106m/s

（2）t=．==3.9×10-8s

答：（1）质子由板上小孔射出时的速度大小为6×106m/s

（2）质子在电场中运动的时间为3.9×10-8s

解析

解：（1）根据动能定理得：

eEd=mv2-m

代入数据：得 v=6×106m/s

（2）t=．==3.9×10-8s

答：（1）质子由板上小孔射出时的速度大小为6×106m/s

（2）质子在电场中运动的时间为3.9×10-8s

题型：简答题

简答题

如图所示，质子由静止经电压U1加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板之间，若质子从两板正中间垂直于电场方向射入，且刚好能从极板边缘穿出电场．（均不计重力）

（1）求金属板的长度L；

（2）其它条件不变，只将质子换成氦核（He）则氦核能否也刚好从板边缘飞出？说明理由；质子和氦核分别从静止开始经U1加速从两板中央进入偏转电场后飞出，整个过程中电场力对二者做功之比是多少？

正确答案

解：（1）质子在U1中：

在U2中： a= L=v0t

由以上各式可得：L=d

（2）粒子的侧移表达式为：则氦核也刚好从板边飞出

整个过程：对质子做功为：

则：W1：W2=1：2

答：（1）金属板的长度L为d

（2）电场力对二者做功之比是1：2

解析

解：（1）质子在U1中：

在U2中： a= L=v0t

由以上各式可得：L=d

（2）粒子的侧移表达式为：则氦核也刚好从板边飞出

整个过程：对质子做功为：

则：W1：W2=1：2

答：（1）金属板的长度L为d

（2）电场力对二者做功之比是1：2

题型：多选题

多选题

如图所示，竖直放置的一对平行金属板的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2．一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出．不计电子重力．下列说法正确的是（　　）

A增大U1，电子一定打在金属板上

B减小U1，电子一定打在金属板上

C减小U2，电子一定能从水平金属板间射出

D增大U2，电子一定能从水平金属板间射出

正确答案

B,C

解析

解：A、设电子通过偏转电场的时间为t，由q=及L=vt可知，若增大则v增大，时间t减小，再由y=可知，射出偏转电场时的偏转位移减小，所以不会打在金属板上，A错误．

B、同理，若减小，则t增大，偏转位移y增大，将会打在金属板上，所以B正确．

C、由a=，y=，又t不变，所以减小则偏转位移减小，电子一定能从金属板间射出，C正确．

D、同理增大，则偏转位移将增大，电子不能射出，D错误．

故选BC．

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