带电粒子在电场中的加速
共3430题

带电粒子在电场中的加速
共3430题

热门试卷

题型：简答题

简答题

如图（1）中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板，加上周期为T的交流电压，在两板间产生交变的匀强电场．已知B板电势为零，A板电势φA随时间t变化的规律如图（2）所示，其中φA的最大值为φ0，最小值为-2φ0．两板间距为d，在两板之间的中点P处，不断地产生电荷为q、质量为m的带负电粒子（不计重力），这种粒子产生后，从静止出发在电场力的作用下运动．设粒子一旦碰到金属板，它就附着在板上不再运动，且其电荷量同时消失，不影响A、B板的电势．已知上述的T、φ0、d、q和m等各量的值正好满足d2=，设求在t=0到的这段时间内产生的粒子中哪一段时间内的粒子可打在A板上？

正确答案

解：设在t=0到t=这段时间内的t1时刻产生的微粒刚好不能到达A板，此微粒到达A板时的速度刚好为零．

在t=0到t=这段时间内微粒的加速度大小为a1=．在-T时间内微粒的加速度大小为a2=2．

设微粒匀加速和匀减速运动所用的时间分别为t2和t3．根据速度关系得到：a1t2=a2t3．

又=+

d2=，

联立解得，，

所以在t=0到的这段时间内产生的粒子中在0到T时间内产生的粒子可打在A板上．

解析

解：设在t=0到t=这段时间内的t1时刻产生的微粒刚好不能到达A板，此微粒到达A板时的速度刚好为零．

在t=0到t=这段时间内微粒的加速度大小为a1=．在-T时间内微粒的加速度大小为a2=2．

设微粒匀加速和匀减速运动所用的时间分别为t2和t3．根据速度关系得到：a1t2=a2t3．

又=+

d2=，

联立解得，，

所以在t=0到的这段时间内产生的粒子中在0到T时间内产生的粒子可打在A板上．

题型：简答题

简答题

如图所示，在x＜0的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第一象限倾斜直线OM的下方和第四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场．一带电粒子自电场中的P点沿x轴正方向射出，恰好经过坐标原点O进入匀强磁场，经磁场偏转后垂直于y轴从N点回到电场区域，并恰能返回P点．已知P点坐标为（-m，m），带电粒子质量为m=1.0×10-15kg，电荷量为q=2.0×10-16C，初速度为v0=10m/s，不计粒子重力．求：

（1）匀强电场的电场强度大小；

（2）N点的坐标；

（3）匀强磁场的磁感应强度大小．

正确答案

解：（1）设粒子从P到O时间为t，加速度为a，则L=v0t=m，

y=at2=m；

由牛顿第二定律，可得qE=ma

由以上三式，可解得：E==500V/m；

（2）设粒子运动到N点时速度为v，则：v==20m/s，

所以粒子从N到P的时间：t′=t

沿y轴位移：h=at′2==m，

因此N点坐标为（0，）

（3）粒子在磁场中运动轨迹如图所示，设半径为R．

粒子在O点时速度方向与y轴负方向的夹角为30°

由几何关系可知：R+Rsin30°=，

又因为：qvB=m 解得 B===40T．

答：（1）匀强电场的电场强度大小为500V/m；

（2）N点的坐标（0，）；

（3）匀强磁场的磁感应强度大小40T．

解析

解：（1）设粒子从P到O时间为t，加速度为a，则L=v0t=m，

y=at2=m；

由牛顿第二定律，可得qE=ma

由以上三式，可解得：E==500V/m；

（2）设粒子运动到N点时速度为v，则：v==20m/s，

所以粒子从N到P的时间：t′=t

沿y轴位移：h=at′2==m，

因此N点坐标为（0，）

（3）粒子在磁场中运动轨迹如图所示，设半径为R．

粒子在O点时速度方向与y轴负方向的夹角为30°

由几何关系可知：R+Rsin30°=，

又因为：qvB=m 解得 B===40T．

答：（1）匀强电场的电场强度大小为500V/m；

（2）N点的坐标（0，）；

（3）匀强磁场的磁感应强度大小40T．

题型：简答题

简答题

如图所示，一束电子流在经加速电压加速后，从两极板间垂直进入平行板间的匀强电场中，已知两极板间的距离d=20cm，板长L=50cm，两极板间的电压U=400V，电子的比荷=1.8×11C/kg，不计电子的重力和电子间的相互作用，若电子离开极板时的动能增加最大，求加速电压U0．

正确答案

解：当电子从偏转极板的右边缘射出时，在偏转极板间获得的动能最大；

直线加速过程，根据动能定理，有：

①

偏转过程，根据类平抛运动的分运动公式，有：

L=v0t ②

③

其中：

a= ④

联立①②③④解得：

U0===1250V

答：加速电压U0为1250V．

解析

解：当电子从偏转极板的右边缘射出时，在偏转极板间获得的动能最大；

直线加速过程，根据动能定理，有：

①

偏转过程，根据类平抛运动的分运动公式，有：

L=v0t ②

③

其中：

a= ④

联立①②③④解得：

U0===1250V

答：加速电压U0为1250V．

题型：单选题

单选题

（2015秋•银川校级期中）3个粒子质量相等，1个带正电，1个带负电，1个不带电，它们以相同水平速度垂直进入匀强电场．最后分别落在正极板上的 A、B、C三点，如图所示，则下面说法正确的是（　　）

AA粒子带正电，B粒子不带电，C粒子带负电

B3个粒子在电场中运动的时间一定相等

C3个粒子的加速度关系为：aA＞aB＞aC

D3个粒子到达正极板的动能EA＞EB＞EC

正确答案

解析

解：A、三个微粒的初速度相等，水平位移xA＞xB＞xC，根据水平方向上做匀速直线运动，所以tA＞tB＞tC．

三个微粒在竖直方向上的位移相等，竖直方向上粒子做初速度为零的匀加速运动，根据at2，知aA＜aB＜aC．从而得知B仅受重力，A所受的电场力向上，C所受的电场力向下，所以B不带电，A带正电，C带负电．故A正确，BC错误．

D、根据动能定理，三个微粒重力做功相等，c电场力做负功，a电场力做正功，所以a的动能变化量最大，c动能变化量最小，初动能相等，所以三个微粒到达极板时的动能EC＞EB＞EA．故D错误．

故选：A．

题型：简答题

简答题

如图所示，一质量为m=2×10-27kg，电荷量为q=1.6×10-19C的带电粒子（重力忽略不计），经电压为U1=160V的电场加速后，沿偏转极板的中线垂直射入电场，并恰好沿下边缘射出，已知偏转电场的极板长度为L=0.32m，极板间距离为d=0.08m，求

（1）粒子进入偏转电场时的速度v0；

（2）粒子通过偏转电场的时间t；

（3）偏转电压U2．

正确答案

解：（1）粒子在加速电场中，由动能定理得：

qU1=mv02-0，

代入数据解得：v0=1.6×105m/s；

（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，粒子的运动时间：

t===2×10-6s；

（3）粒子在偏转电场中做类平抛运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，

=t2，

解得：U2===250V；

答：（1）粒子进入偏转电场时的速度v0为1.6×105m/s．

（2）粒子通过偏转电场的时间t为2×10-6s．

（3）偏转电压U2为250V．

解析

解：（1）粒子在加速电场中，由动能定理得：

qU1=mv02-0，

代入数据解得：v0=1.6×105m/s；

（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，粒子的运动时间：

t===2×10-6s；

（3）粒子在偏转电场中做类平抛运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，

=t2，

解得：U2===250V；

答：（1）粒子进入偏转电场时的速度v0为1.6×105m/s．

（2）粒子通过偏转电场的时间t为2×10-6s．

（3）偏转电压U2为250V．

继续学习学习下一知识点

下一知识点 : 带电粒子在电场中的偏转

百度题库 > 高考 > 物理 > 带电粒子在电场中的加速

扫码查看完整答案与解析