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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题型：填空题

填空题

如图中电路，画片放在正中间时闭合电键，左边提供U的稳定电压，此时电容电压UAB数值______，（填＜、＞或=），若要UAB=，应将滑片向______移动才有可能．断开电键，移动滑片，当UAB=U1时有一电子从A板边缘处平行于板进入，偏转后落雨B板中间，在移动滑片，当UAB=U2时电子从同一位置进入，偏转后从右边两板中间飞出，则两次电容电压U1：U2=______．

正确答案

＜

上

8：1

解析

解：由图示电路图可知，滑片在正中间、闭合电键时，滑动变阻器的下半部分电阻与右边电阻先并联，

然后由滑动变阻器的上半部分电阻串联，并联电阻小于滑动变阻器上半部分电阻，

则并联部分电压小于滑动变阻器上半部分电压，即：UAB＜；

若要UAB=，应使并联部分阻值变大，应将滑片向上移动；

电子在极板间做类平抛运动，

在水平方向：L=vt，

竖直方向：y=at2=t2，

解得：U=∝，

则电压之比：===×=；

故答案为：＜；上；8：1．

题型：单选题

单选题

如图所示，带电的平行金属板电容器水平放置，质量相同、重力不计的带电粒子A、B，平行于极板以相同的初速度射入电场，结果打在极板上的同一点P．不计两微粒之间的库仑力，下列说法正确的是（　　）

A在电场中微粒A运动的时间B长

B在电场中微粒A、B运动的时间相同

C微粒A所带的电荷量比B少

D电场力对微粒A做的功比B少

正确答案

解析

解：A、水平方向两个粒子做匀速直线运动，运动时间为 t=，因为x、v0相等，则t相等，故A错误，B正确．

C、在竖直方向上两个粒子做初速度为零的匀加速直线运动，由y=at2=t2，

解得电荷量为：q=，可知，q∝y，所以微粒A所带的电荷量多．故C错误．

D、电场力做功为：W=qEy=•Ey=，则有：W∝y2，可知，电场力对微粒A做的功多，故D错误．

故选：B．

题型：多选题

多选题

如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，不计重力，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是（　　）

A两板间距离越大，加速度越大，加速时间越长

B两板间距离越小，加速度越大，加速时间越长

C两板间距离越小，加速度越大，加速时间越短

D电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关

正确答案

C,D

解析

解：由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为E=，电子的加速度为a==，由此可见，两板间距离越小，加速度越大；

电子在电场中一直做匀加速直线运动，由d=at2=t2，所以电子加速的时间为t=d，由此可见，两板间距离越小，加速时间越短，属于C正确．

对于全程，由动能定理可得，qU=mv2，所以电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，所以D正确．

故选CD．

题型：单选题

单选题

如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔（位于p板的中点）射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该（　　）

A使U2加倍

B使U2变为原来的4倍

C使U2变为原来的倍

D使U2变为原来的

正确答案

解析

解：设平行金属板板间距离为d，板长为l．电子在加速电场中运动时，由动能定理得：

eU1=mv02-0，

垂直进入平行金属板间的电场做类平抛运动，水平方向有：

l=v0t，

竖起方向有：y=at2=t2，

联立以上四式得偏转距离为：y=，

要使U1加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化时，y不变，则必须使U2加倍．

故选：A．

题型：简答题

简答题

如图所示，阴极K发射电子，阳极P和阴极K间加上电压后电子被加速．A，B是偏向板，使飞进的电子偏离．若已知P，K间所加电压为U，A，B两极板长为为L，A，B两板间距为d，A．B间的电压为U1，电子质量为m，电子的电荷量为e，设从阴极出来的电子速度为零，不计重力．

（1）电子通过阳极P时的速度v0是多大？

（2）电子通过偏转电极时具有动能EK是多大？

（3）本题若没有加速电场，其他条件不变，让一带电微粒正对O点以v1的初速度射入A，B两板间，经过偏转电极后垂直打在距离偏转电极右端为R=L的荧光屏上的O′点，此点偏离入射方向的距离y是多大？微粒的轨迹是否如图中所示？若不是，请画出大致轨迹图（微粒的质量为M，电荷量为q）

正确答案

解：（1）在电场中加速，由动能定理得：

eU=mv02-0，

解得：v0=；

（2）在偏转电场中，电子做类平抛运动，

水平方向：L=v0t，

竖直方向：y=at2=t2，

由动能定理得：eU+ey=EK-0，

解得：EK=eU+；

（3）由于R=L又因为微粒在水平方向做匀速直线运动，

所以微粒在电场内外运动时间相等；由于在竖直方向的初速度和末速度均为零，

故在电场内外的加速度大小相等，均为g．即竖直方向先做匀加速运动，

后做匀减速运动：Y1=a1t12，a1=，

运动时间：t1=，

解得：y1=，

则Y=2y1=；

答：（1）电子通过阳极P时的速度v0是；

（2）电子通过偏转电极时具有动能EK是eU+；

（3）偏离入射方向的距离y是．

解析

解：（1）在电场中加速，由动能定理得：

eU=mv02-0，

解得：v0=；

（2）在偏转电场中，电子做类平抛运动，

水平方向：L=v0t，

竖直方向：y=at2=t2，

由动能定理得：eU+ey=EK-0，

解得：EK=eU+；

（3）由于R=L又因为微粒在水平方向做匀速直线运动，

所以微粒在电场内外运动时间相等；由于在竖直方向的初速度和末速度均为零，

故在电场内外的加速度大小相等，均为g．即竖直方向先做匀加速运动，

后做匀减速运动：Y1=a1t12，a1=，

运动时间：t1=，

解得：y1=，

则Y=2y1=；

答：（1）电子通过阳极P时的速度v0是；

（2）电子通过偏转电极时具有动能EK是eU+；

（3）偏离入射方向的距离y是．

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