- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,三维坐标系O-xyz的z轴方向竖直向上,所在空间存在y轴正方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为+q的小球从z轴上的A点以速度v0水平抛出,A点坐标为(0,0,l),重力加速度为g,场强
.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电小球始终受到重力与电场力,因此可等效成一个恒定的力,且此力方向与初速度方向垂直.所以做匀变速曲线运动.故A错误;
B、由于重力与电场力大小相等,所以小球在这两个力的合力所在平面运动,且与水平面成45°.故B正确;
C、小球在Z轴方向做自由落体运动,只受重力,且初速度为零,所以经过时间t=,则小球在X轴方向做匀速直线运动,则发生的位移
,而在Y轴方向小球只受电场力,初速度为零,因此发生的位移
.所以小球的轨迹与xOy平面交点的坐标为(
,L,0).故C正确;
D、小球在重力与电场力共同作用产生的加速度为,则在t=
内增加的速度为
,所以最后落地速度大小为
,故D正确;
故选:BCD
静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点,其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行金属板,间距d=1.0m,两板间有方向竖直向上,大小为E=1.0×103N/C的匀强电场,在A板的中央放置一个安全楼地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嚏可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=1.0m/s,质量均为m-5.0×10-14kg和带电量均为q=-2.0×10-15C的带电油漆微粒,不计微粒所受空气阻力及微粒间相互作用,油漆微粒最后都落在金属板B上.下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、沿水平方向喷出的微粒做类平抛运动,在竖直方向上,加速度a==50m/s2,根据d=
得,t=
.故A正确.
B、沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功为W=qEd=2×10-15×103×1J=2.0×10-12J.故B正确.
C、若其它条件均不变,d增大为原来的2倍,根据d=得,t变为原来的
倍,则喷涂面积的半径变为原来的
倍,面积变为原来的2倍.故C正确.
D、若其它条件均不变,E增大为原来的2倍,则加速度a′=,加速度变为原来的
倍,时间t变为原来的
倍,喷涂面积的半径变为原来的
倍,面积减小为原来的
.故D错误.
本题选错误的,故选:D.
(2015秋•晋中校级期中)如图所示,质量为m、电量为q的带电微粒,以初速度V0从A点竖直向上射入水平方向、电场强度为E的匀强电场中.当微粒经过B点时速率为VB=2V0,而方向与E同向.下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用,竖直分运动是竖直上抛运动,水平分运动是初速度为零的匀加速运动,两个分运动相互独立;
竖直分运动:-mgh=0-mv02,水平分运动:qUAB=
m(2v0)2,
解得:h=,UAB=
,故A正确,B错误;
C、从A到B,电场力做正功,电势能减小,故C错误;
D、从A到B,微粒受到重力和电场力两个力作用,粒子做加速运动,速度增大,故D错误
故选:A
如图所示,水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压,两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场,两电荷恰好在板间某点相遇.若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、从轨迹可以看出:yM>yN,故•
t2>
•
t2
解得:>
,qM>qN
故A错误,B错误;
C、从轨迹可以看出:xM>xN,故vMt>vNt,故vM>vN,故C错误;
D、根据动能定理,电场力的功为:W=△Ek=,质量m相同,M电荷竖直分位移大,竖直方向的末速度
也大,故电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功,故D正确;
故选:D.
静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好,有利于工人健康等优点,其装置原理图如图所示.A、B为两块平行金属板,间距为d,两板间有方向由B指向A、场强为E的匀强电场.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带负电油漆微粒,微粒的初速度为v0,质量为m,电荷量为q,微粒的重力和所受空气阻力以及微粒之间的作用力均不计,微粒最后都落在金属板B上且对匀强电场不影响.试求:
(1)微粒打在B板上的动能Ek.
(2)微粒最后落在B板上所形成的图形面积的大小.
正确答案
解:(1)根据动能定理有:,
解得:Ek=qEd+
(2)微粒落在B板上所形成的图形是圆,落在圆边缘上微粒在两极间做类平抛运动,有:
R=v0t
d=at2
qE=ma
解得圆面积为:S=πR2=.
答:(1)微粒打在B板上的动能为qEd+;
(2)微粒最后落在B板上所形成的图形面积的大小为.
解析
解:(1)根据动能定理有:,
解得:Ek=qEd+
(2)微粒落在B板上所形成的图形是圆,落在圆边缘上微粒在两极间做类平抛运动,有:
R=v0t
d=at2
qE=ma
解得圆面积为:S=πR2=.
答:(1)微粒打在B板上的动能为qEd+;
(2)微粒最后落在B板上所形成的图形面积的大小为.
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