- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
带电粒子以速度V沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为V,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据题意可知,带电粒子受到的电场力是水平向右,由于电场线水平向右,所以粒子带正电,故A错误;
B、将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向,根据分运动的等时性,由运动学公式可知,水平方向与竖直方向加速度大小相等,及位移大小也相等.故B正确;
C、选取A到B过程中,根据动能定理,则有:,得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功,故C正确;
D、由C选项可知,电场力做正功,导致电势能减小,而克服重力做功,导致重力势能增加,所以过程电势能与机械能之和不变,即有电势能的减少一定等于机械能的增加,故D正确;
故选:BCD
如图,两平行金属板间电压为U,板间是匀强电场,设有一带正电荷q、质量为m的带电粒子从正极板开始向负极板运动(忽略重力作用),则电场力作______(正/负)功,W=______,带电粒子到达负极板时速度ν=______.
正确答案
正
qU
解析
解:由题分析可知,带电粒子所受的电场力方向向右,位移方向向右,则电场力作正功,所做的功为W=qU.根据动能定理得,qU=,得到,v=
故答案为:正,qU,.
如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( )
正确答案
解析
解:带点粒子在电场中做类似平抛运动,将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解,有
x=v0t
y=
解得
∝
故
故选A.
一个带正电的微粒,从A点射入一方向未知的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,AB与水平方向夹角θ=30°.已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg,电量q=1.0×10-10C,A、B相距L=0.2m,g取=10m/s2.
(1)若微粒做匀速直线运动,求电场强度的大小和方向.
(2)若电场为水平方向,微粒具体做什么运动?并求电场强度的大小.
(3)在(2)的情况下,若要使微粒运动到B点速度恰好为0,其从A点射入电场时的速度是多少?
正确答案
解:(1)微粒匀速运动根据共点力平衡可得mg=qE,解得N/C
方向:竖直向上
(2)电场力在水平方向,与重力的合力要沿直线AB,所以只能电场力向左,合力沿BA斜向下,微粒从A到B做匀减速直线运动.
在垂直于AB方向上:qEsinθ=mgcosθ
=1.73×104N/C
(3)微粒进入电场时的速度为vA,运动到B点时速度为0,由动能定理得:
解得m/s
答:(1)若微粒做匀速直线运动,电场强度的大小为104N/C,方向竖直向上.
(2)若电场为水平方向,微粒具体做匀减速运动,电场强度的大小为1.73×104N/C.
(3)在(2)的情况下,若要使微粒运动到B点速度恰好为0,其从A点射入电场时的速度是
解析
解:(1)微粒匀速运动根据共点力平衡可得mg=qE,解得N/C
方向:竖直向上
(2)电场力在水平方向,与重力的合力要沿直线AB,所以只能电场力向左,合力沿BA斜向下,微粒从A到B做匀减速直线运动.
在垂直于AB方向上:qEsinθ=mgcosθ
=1.73×104N/C
(3)微粒进入电场时的速度为vA,运动到B点时速度为0,由动能定理得:
解得m/s
答:(1)若微粒做匀速直线运动,电场强度的大小为104N/C,方向竖直向上.
(2)若电场为水平方向,微粒具体做匀减速运动,电场强度的大小为1.73×104N/C.
(3)在(2)的情况下,若要使微粒运动到B点速度恰好为0,其从A点射入电场时的速度是
如图所示,无限大均匀带正电薄板竖直放置,其周围空间的电场可认为是匀强电场.光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔,一个视为质点的带负电小球在细管内运动.以小孔为原点建立x轴,规定x轴正方向为加速度a和速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电势φ,小球的加速度a、速度v和动能Ek随x的变化图象,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、在x<0范围内,当x增大时,由U=Ed=Ex,可知,电势差均匀增大,φ-x应为向上倾斜的直线;在x>0范围内,当x增大时,由U=Ed=Ex,可知,电势差均匀减小,φ-x也应为向下倾斜的直线,故A错误;
B、在x<0范围内,电场力向右,加速度向右,为正值;在x>0范围内,电场力向左,加速度向左,为负值;故B错误;
C、在x<0范围内,根据动能定理得:qEx=,v-x图象应是曲线;同理,在x>0范围内,图线也为曲线,故C错误;
D、在x<0范围内,根据动能定理得:qEx=Ek,Ek-x图象应是倾斜的直线;同理,在x>0范围内,图线也为倾斜的直线,故D正确.
故选:D.
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