带电粒子在电场中的加速
共3430题

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带电粒子在电场中的加速
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题型：填空题

填空题

在竖直向下、电场强度为E的匀强电场中，一个质量为m的带点液滴，沿着水平方向直线运动，则该液滴带______电，电荷量大小为______．

正确答案

负

解析

解：粒子在竖直方向保持静止，重力和电场力二力平衡，故电场力向上，大小等于mg；

场强方向竖直向下，与电场力方向相反，故液滴带负电；

电量为q==

故答案为：负，．

题型：简答题

简答题

如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变为原来的，求：

（1）原来的电场强度大小；

（2）物块运动的加速度；

（3）沿斜面下滑距离为0.5m时物块的速度大小．（sin37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10m/s2）

正确答案

解：（1）平衡时，物块受重力mg、电场力qE、斜面的支持力N的作用，如图所示，有：qE=mgtan 37°

得：E=tan37°=．

（2）当E′=时，将滑块受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，如图，沿斜面方向，有：

mgsin 37°-cos 37°=ma

得：a=gsin 37°-cos 37°=0.4g=4 m/s2．

（3）物块沿斜面做匀加速直线运动，初速度为0，加速度为a，位移为L，由v2=2aL，得：

．

答：（1）原来的电场强度为

（2）物体运动的加速度大小4 m/s2　

（3）沿斜面下滑距离为L时的速度大小为2m/s

解析

解：（1）平衡时，物块受重力mg、电场力qE、斜面的支持力N的作用，如图所示，有：qE=mgtan 37°

得：E=tan37°=．

（2）当E′=时，将滑块受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，如图，沿斜面方向，有：

mgsin 37°-cos 37°=ma

得：a=gsin 37°-cos 37°=0.4g=4 m/s2．

（3）物块沿斜面做匀加速直线运动，初速度为0，加速度为a，位移为L，由v2=2aL，得：

．

答：（1）原来的电场强度为

（2）物体运动的加速度大小4 m/s2　

（3）沿斜面下滑距离为L时的速度大小为2m/s

题型：填空题

填空题

如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，存在一个匀强电场．一个质量为m的电量为q的带电体，从坐标原点O由静止开始恰好沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜）．则电场强度E的大小至少为______；若E=，则带电体的电势能大小的变化情况是______．

正确答案

电势能增加或减小

解析

解：质点只受重力G和电场力F，质点做直线运动，合力方向与ON共线，如图

当电场力与ON垂直时，电场力最小，根据几何关系，有

F=Gsinθ=mgsinθ

若F=mgtanθ，由于mgtanθ＞mgsinθ，故F的方向与ON不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90°，也可能小于90°，即电场力F可能做负功，也可能做正功，因此电势能可能增加，也可能减小；

故答案为：；电势能增加或减小．

题型：填空题

填空题

长为L的平行金属板，板间形成匀强电场，一个带电为+q、质量为m的带电粒子，以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°，不计粒子重力，则匀强电场的场强大小E=______，两板间的距离d=______．

正确答案

解析

解：因为v⊥=v0tan30°=

粒子在板间运动的时间为 t=

垂直于板的速度的大小为 v⊥=at=，

解得：E=．

粒子在竖直方向上做的是匀加速运动，由匀变速运动的规律可得，

d=•t=×==．

故答案为：；

题型：单选题

单选题

带电粒子初速度为零，经过电压为U的加速电场后，下列说法正确的是（　　）

A质量大的粒子，最后获得的动能大

B电量大的粒子，最后获得的动能大

C电量相同的情况下，质量大的粒子最后获得的速度大

D荷质比（粒子电量和质量的比值）小的，粒子最后获得的速度大

正确答案

解析

解：A、根据动能定理Uq=mv2可知，质量大小不会影响电场力做功的多少，即不会改变最后获得的动能．故A错误．

B、根据动能定理Uq=mv2可知，电量q大的粒子，最后获得的动能大，故B正确．

C、根据动能定理Uq=mv2，解得v=，由此可知电量q相同的情况下，质量大的粒子最后获得的速度小．故C错误．

D、根据动能定理Uq=mv2，解得v=，由此可知荷质比小的，粒子最后获得的速度小．故D错误．

故选：B．

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