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
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热门试卷

题型：简答题

简答题

如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）．求：

（1）小球到达小孔处的速度；

（2）两极板间的电势差的大小；

（3）电容器所带电荷量．

正确答案

解：（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：

v2=2gh

可得：

（2）在极板间带电小球受重力和电场力，对整个过程，由动能定理有：

mg（h+d）-qU=0

可得：U=

（3）由得：Q=CU=

答：（1）小球到达小孔处的速度是；

（2）两极板间的电势差的大小是；

（3）电容器所带电荷量是．

解析

解：（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：

v2=2gh

可得：

（2）在极板间带电小球受重力和电场力，对整个过程，由动能定理有：

mg（h+d）-qU=0

可得：U=

（3）由得：Q=CU=

答：（1）小球到达小孔处的速度是；

（2）两极板间的电势差的大小是；

（3）电容器所带电荷量是．

题型：填空题

填空题

水平方向的匀强电场中，一个质量为m带电量为+q的质点，从A点射入电场并沿直线运动到B点，运动轨迹跟电场线（虚线表示）夹角为α，如图所示，该匀强电场的方向是______，场强大小E=______．

正确答案

水平向左

解析

解：电荷在电场中受重力和电场力作用，因为电荷在电场中做直线运动，合力方向必定在AB线上，在垂直于运动方向上合力为零，则电场力方向只能水平向左．由于质点带正电，所以匀强电场的方向水平向左．

根据在垂直运动方向上合力为零：Eqsinθ=mgcosθ

解得：E=

故答案为：水平向左、

题型：简答题

简答题

（2015秋•贵州校级期末）如图所示，水平放置的平行金属板电容器，两板间距d，接在电压为U的直流电源上，一个质量为m的带电液滴恰好能沿图中虚线穿过金属板，重力加速度为g，

求（1）液滴带何种电荷；

（2）液滴所带的电荷量q．

正确答案

解：（1）因为带电液滴作直线运动，即其所受电场力和重力平衡，电场力方向向上所以液滴带负电；

（2）液滴作直线运动则qE=mg …①

又金属板间可视为匀强电场有 E=…②

由①②解得 q=

答：（1）电液滴带负电荷；

（2）电液滴所带电荷量是；

解析

解：（1）因为带电液滴作直线运动，即其所受电场力和重力平衡，电场力方向向上所以液滴带负电；

（2）液滴作直线运动则qE=mg …①

又金属板间可视为匀强电场有 E=…②

由①②解得 q=

答：（1）电液滴带负电荷；

（2）电液滴所带电荷量是；

题型：简答题

简答题

如图所示，倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面与粗糙绝缘水平面平滑连接于B点，整个空间有水平向右的匀强电场．现一电荷量为q、质量为m带正电的小物块（可视为质点），从A点开始以速度v0沿斜面向下匀速运动．已知水平面与小物块的动摩擦因数为μ=，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）小物块在水平面上向左运动的最大距离．

正确答案

解：（1）小物块在斜面上向下匀速运动，由共点力平衡有：qE=mgtanθ

代入数据解得：

（2）物块在水平面上匀减速运动，由牛顿第二定律有：qE+f=ma

又：f=μmg

设小物块在水平面向左运动的最大距离为L，由运动公式有：

代入数据解得：

答：（1）匀强电场的场强大小是；

（2）小物块在水平面上向左运动的最大距离是．

解析

解：（1）小物块在斜面上向下匀速运动，由共点力平衡有：qE=mgtanθ

代入数据解得：

（2）物块在水平面上匀减速运动，由牛顿第二定律有：qE+f=ma

又：f=μmg

设小物块在水平面向左运动的最大距离为L，由运动公式有：

代入数据解得：

答：（1）匀强电场的场强大小是；

（2）小物块在水平面上向左运动的最大距离是．

题型：简答题

简答题

如图所示，在xoy平面中第一象限内有一点P（4，3），OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，OP上方有平行于OP向上的匀强电场，电场强度E=100V/m．现有质量m=1×10-6kg，电量q=2×10-3C带正电的粒子，从坐标原点O以初速度v=1×103m/s垂直于OP方向射入磁场，经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场，在经过电场中的M点（图中未标出）时的动能为O点时动能的2倍，不计粒子重力．求：

（1）磁感应强度的大小；

（2）OM两点间的电势差；

（3）M点的坐标及粒子从O运动到M点的时间．

正确答案

解：（1）因粒子过P点时垂直于OP，所以OP为粒子做圆周运动的直径是5m，

由于，

解得：B=0.2T，

（2）进入电场后，沿着电场线方向，

垂直于电场方向，x′=vt=103t

∵2EKO=EKM

即

解得：x′=5m

y′=2.5m

t=0.5×10-2s

电势差U=E（OP+y′）=7.5×102V

（3）粒子在磁场中从O到P的运动时间，

粒子在电场中从P到M的运动时间，t=0.5×10-2s

所以从O到M的总时间，，

M点的坐标：X=（OP+y′）cosθ-x′sinθ=3m

Y=（OP+y′）sinθ+x′cosθ=8.5m

答：（1）磁感应强度的大小0.2T；

（2）OM两点间的电势差7.5×102V；

（3）M点的坐标（3m，8.5m）及粒子从O运动到M点的时间1.285×10-2s．

解析

解：（1）因粒子过P点时垂直于OP，所以OP为粒子做圆周运动的直径是5m，

由于，

解得：B=0.2T，

（2）进入电场后，沿着电场线方向，

垂直于电场方向，x′=vt=103t

∵2EKO=EKM

即

解得：x′=5m

y′=2.5m

t=0.5×10-2s

电势差U=E（OP+y′）=7.5×102V

（3）粒子在磁场中从O到P的运动时间，

粒子在电场中从P到M的运动时间，t=0.5×10-2s

所以从O到M的总时间，，

M点的坐标：X=（OP+y′）cosθ-x′sinθ=3m

Y=（OP+y′）sinθ+x′cosθ=8.5m

答：（1）磁感应强度的大小0.2T；

（2）OM两点间的电势差7.5×102V；

（3）M点的坐标（3m，8.5m）及粒子从O运动到M点的时间1.285×10-2s．

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