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：填空题

填空题

如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套一质量为m、电荷量q为的带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场．平衡时，珠子同圆心的连线与竖直方向的夹角θ=37°，则匀强电场的场强的大小E=______．若将珠子从环上的最低位置A点由静止释放，则珠子能获得的最大速度为Vm=______．（重力加速度为g，取sin37．=0.6，cos37．=0.8）

正确答案

解析

解：珠子静止时处于平衡状态，有：

tan37°=，

解得：E==；

当珠子运动到其平衡位置时速度最大，由动能定理得：

-mgR（1-cos37°）+qERsin37°=mvm2-0，

解得：vm=；

故答案为：，．

题型：简答题

简答题

如图所示，质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点，以初速度v0沿着水平方向抛出，已知在小球运动的区域里，存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场，如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的，且已知小球飞行的水平距离为L，求：

（1）小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大？

（2）小球下落时的高度为多大？

（3）若小球与地面碰撞后再次落地时，落点距离A点2L处，求碰撞中损失的动能与碰前动能的比值？（已知碰撞中无电荷量的损失）

正确答案

解：（1）小球在电场中受到重力和水平向左的电场力，水平方向做做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动，则有

水平方向：a=，

联立得到：E=

故A与O间的电势差为：UAO=EL=

（2）水平方向：L=，得t=

竖直方向：h=

联立解得：h=

（3）小球落地前瞬间的速率为：vA=gt=g=，

小球落地后，水平方向有：2L==（2t′2），得：

碰撞后瞬间小球的速率为：vA′=gt′=

则碰撞中损失的动能与碰前动能的比值为：==

答：（1）小球落地点A与抛出点O之间的电势差为．

（2）小球下落时的高度为．

（3）碰撞中损失的动能与碰前动能的比值1：2．

解析

解：（1）小球在电场中受到重力和水平向左的电场力，水平方向做做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动，则有

水平方向：a=，

联立得到：E=

故A与O间的电势差为：UAO=EL=

（2）水平方向：L=，得t=

竖直方向：h=

联立解得：h=

（3）小球落地前瞬间的速率为：vA=gt=g=，

小球落地后，水平方向有：2L==（2t′2），得：

碰撞后瞬间小球的速率为：vA′=gt′=

则碰撞中损失的动能与碰前动能的比值为：==

答：（1）小球落地点A与抛出点O之间的电势差为．

（2）小球下落时的高度为．

（3）碰撞中损失的动能与碰前动能的比值1：2．

题型：多选题

多选题

如图所示，A板发出的电子（重力不计）经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是（　　）

A当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置下降

B当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间变小

C若再在MN间加竖直向下的电场，则电子打在荧光屏上的速度大小可能不变

D若再在MN间加竖直向下的电场，则电子打在荧光屏上的速度变大

正确答案

B,D

解析

解：A、滑动触头向右移动时，其他不变，则加速的电压增大，根据动能定理知，粒子进入磁场中的速度增大，根据，知粒子做圆周运动的半径增大，则在磁场中的运动轨迹变得平缓，电子打在荧光屏上的位置上升．故A错误．

B、带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=，与带电粒子的速度无关，速度变大，则半径变大，轨迹变得平缓，则圆心角变小，穿过磁场区所用的时间变小．故B正确．

C、加上电场时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子在垂直极板方向有加速度，又因为电子加速获得的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，而电子打在屏上的速度为v′=，故电子打在屏上的速度增大，故C错误，D正确．

故选：BD．

题型：多选题

多选题

如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力．当粒子的入射速度为v时，它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上．现欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，可行的是（　　）

A使粒子的带电量减少为原来的

B使两板间所接电源的电压减小到原来的一半

C使两板间的距离增加到原来的2倍

D使两极板的长度减小为原来的一半

正确答案

A,C,D

解析

解：设平行板长度为l，宽度为2d，板间电压为U，

恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则

沿初速度方向做匀速运动：t=

垂直初速度方向做匀加速运动：a=

d==

欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为d，

A、使粒子的带电量减少为原来的，则y==d，故A正确；

B、使两板间所接电源的电压减小到原来的一半，y=，故B错误；

C、使两板间的距离增加到原来的2倍，此时垂直初速度方向距离应为2d，y=，故C正确；

D、使两极板的长度减小为原来的一半，y=，故D正确．

故选ACD．

题型：多选题

多选题

如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带负电荷，两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个相距为L的小孔M、N．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电，两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′，半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（粒子的重力不计），则下列说法中正确的是（　　）

A粒子穿过B板小孔M的速度是

B当C、D板间的场强大小E=时，粒子能在C、D板间运动而不碰板

C从释放粒子开始，粒子通过小孔N的时间可能是（4d+）

D从释放粒子开始，粒子通过半圆形金属板最低点P的时间可能是（6d+）

正确答案

B,D

解析

解：A、设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有qU=mv2，解得v=，故A错误；

B、微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有：qE=m=m

由于v=，解得：E=；故B正确；

C、直线加速时间为：=；

从C到N的时间为：=；

故t=t1+t3=（d+）；故C错误；

D、从A到B的加速时间为：=；

从C到P的时间为：=；

故从释放粒子开始，粒子通过半圆形金属板最低点P的时间可能是：

t=（2n+1）（t1+t2）=（2n+1）（d+）

当n=1时，t=（6d+），故D正确；

故选：BD．

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