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题型: 单选题
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单选题

如图所示,从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,发现电子流向上极板偏转.设两极板间电场强度为E,磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过,只采取下列措施,其中可行的是(  )

A适当减小电场强度E

B适当减小磁感应强度B

C适当增大加速电场极板之间的距离

D适当减小加速电压U

正确答案

A

解析

解:要使粒子在复合场中做匀速直线运动,故Eq=qvB.

根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下,故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力,所以要么减小洛伦兹力,要么增大电场力.

A、适当减小电场强度E,即可以减小电场力,故A正确.

B、适当减小磁感强度B,可以减小洛伦兹力,故B错误.

C、适当增大加速电场极板之间的距离,根据eU=可得v=,由于粒子两者间的电压没有变化,所以电子进入磁场的速率没有变化,因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小,故C错误.

D、根据eU=可得v=,适当减小加速电压U,可以减小电子在复合场中运动的速度v,从而减小洛伦兹力.故D错误.

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

如图1所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图2所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列正确的是(  )

A从t=0时刻释放电子,电子在两板间来回运动

B从t=时刻释放电子,电子在板间来回运动,不可能打到右极板上

C从t=时刻释放电子,电子在板间来回运动,也可能打到右极板上

D从t=时刻释放电子,电子必将打到左极板上

正确答案

C

解析

解:分析电子在一个周期内的运动情况.

A、从t=0时刻释放电子,前内,电子受到的电场力向右,电子向右做匀加速直线运动;后内,电子受到向左的电场力作用,电子向右做匀减速直线运动;接着周而复始,所以电子一直向右做单向的直线运动,直到打在右板上.故A错误.

BC、从t=时刻释放电子,在-内,电子向右做匀加速直线运动;在-T内,电子受到的电场力向左,电子继续向右做匀减速直线运动,T时刻速度为零;在T-T内电子受到向左的电场力,向左做初速度为零的匀加速直线运动,在T-T内电子受到向右的电场力,向左做匀减速运动,在T时刻速度减为零;接着重复.若两板距离足够大时,电子在两板间振动.故B错误,C正确.

D、用同样的方法分析从t=T时刻释放电子的运动情况,电子先向右运动,后向左运动,由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移,电子最终从左极板的小孔离开电场.也可能电子在向右过程中就碰到右极板,故D错误.

故选:C

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题型: 多选题
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多选题

在地面附近,存在着一有理想边界的电场,边界A、B将该空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ,在区域Ⅱ中有竖直向下的匀强电场,区域Ⅰ中无电场.在区域Ⅱ中边界下方某一位置P,由静止释放一质量为m,电荷量为q的带负电小球,如图(a)所示,小球运动的v-t图象如图(b)所示,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是(  )

A小球在7s末回到出发点

B电场强度大小是

CP点距边界的距离为

D若边界AB处电势为零,则P点电势为-

正确答案

A,C,D

解析

解:

A、小球回到出发点时通过的位移为0,根据v-t图象与时间轴所围的面积表示位移可知,小球在7s末总位移为零,回到出发点,故A正确.

B、由图象的斜率等于加速度,得0-2s内的加速度为:a1=、1s-5s内加速度大小为a2===g.

则得:a1=g

由牛顿第二定律得:

   qE-mg=ma1

可得:电场强度E=.故B错误.

C、从P点到边界过程,由动能定理得:

-ma1y=0- 

解得:P点距边界的距离 y=,故C正确.

D、P点与边界AB间的电势差为 U=-Ey=-=-.若边界AB处电势为零,则P点电势为-.故D正确.

故选:ACD

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个质量为m=2.0×10-11 kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经“U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100V.金属板长L=20cm,两板间距d=10 cm求:

(1)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;

(2)若该匀强磁场的磁感应强度B=T,为使微粒不会由磁场右边射出,匀强磁场的宽度D至少多大.

正确答案

解:(1)微粒在加速电场中运动,由动能定理得:

 qU1=mv02 

解得:v0=1×104m/s

微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:

a=

L=v0t

所以tanθ==

则θ=30°

(2)粒子进入磁场后将在洛伦兹力作用下逆时针偏转,当其运动轨迹的圆周恰遇磁场右边界垂直时,此时粒子恰好不从右边界飞出,如图所示:

v=

Bqv=m

由几何关系得:

D=rsinθ+r

解得:D=0.01m

答:(1)微粒射出偏转电场时的偏转角θ为30°;

(2)若该匀强磁场的磁感应强度B=T,为使微粒不会由磁场右边射出,匀强磁场的宽度D至少为0.01m.

解析

解:(1)微粒在加速电场中运动,由动能定理得:

 qU1=mv02 

解得:v0=1×104m/s

微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:

a=

L=v0t

所以tanθ==

则θ=30°

(2)粒子进入磁场后将在洛伦兹力作用下逆时针偏转,当其运动轨迹的圆周恰遇磁场右边界垂直时,此时粒子恰好不从右边界飞出,如图所示:

v=

Bqv=m

由几何关系得:

D=rsinθ+r

解得:D=0.01m

答:(1)微粒射出偏转电场时的偏转角θ为30°;

(2)若该匀强磁场的磁感应强度B=T,为使微粒不会由磁场右边射出,匀强磁场的宽度D至少为0.01m.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,三个同样的带电粒子(不计重力)同时从同一位置沿同一方向垂直于电场线射入平行板电容器间的匀强电场,它们的运动轨迹分别用a、b、c标出,不考虑带电粒子间的相互作用力.下列说法中错误的是(  )

A当b飞离电场的同时,a刚好打在下极板上

BB和c同时飞离电场

C进入电场时,c的速度最大,a的速度最小

D在电场中运动过程中c的动能增加最小,a、b动能增加量相同

正确答案

B

解析

解:A、粒子的质量和电量都相同,可知加速度相同.a、b两粒子在竖直方向上的位移相等,根据y=,则知运动时间相等,即当b飞离电场的同时,a刚好打在下极板上.故A正确.

B、b、c竖直方向上的位移不等,yc<yb.根据y=,则知tc<tb.说明c先飞离电场.故B错误.

C、根据tc<tb,以及v=得,vc>vb.根据ta=tb,以及v=得,vb>va.则进入电场时,c的速度最大,a的速度最小.故C正确.

D、根据动能定理知,a、b两电荷,电场力做功一样多,所以动能变化量相等.c电荷电场力做功最少,动能变化量最小.故D正确.

本题选错误的,故选:B.

下一知识点 : 带电粒子在电场中的偏转
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