- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,水平放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,恰好沿下板边缘飞出.若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则带电小球( )
正确答案
解析
解:ABC、将电容器上板向上移动一段距离,电容器所带的电量Q不变,由于:E=,由公式可知当d增大时,场强E不变,以相同的速度入射的小球仍按原来的轨迹运动,故A错误,B正确,C错误.
D、若上板不动,将下板上移一段距离时,根据推论可知,板间电场强度不变,粒子所受的电场力不变,粒子轨迹不变,小球可能打在下板的中央,故D错误.
故选:B
(2016•武威校级模拟)如图所示,是一个示波管工作原理图,电子经加速以后以速度V0垂直进入偏转电场,离开电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U,板长为L.每单位电压引起的偏移量(h/U)叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些办法?( )
正确答案
解析
解:设电子的电量为q,质量为m,加速为a,运动的时间为t,则加速度:,时间
,偏转量
.
所以示波管的灵敏度:,通过公式可以看到,提高灵敏度可以采用的方法是:加长板长L,减小两板间距离d和减小入射速度V.故正确的选项是C.
故选:C
如图所示,长为L=0.5m、倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中,一带电荷量为+q,质量为m的小球(可视为质点),以初速度v0=2m/s恰能沿斜面匀速上滑,g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电小球从A点到B点,动能没变,则重力做功与电场力做功之和为零.所以在此过程中,重力势能的增加完全来之于电势能的减少,因此B点的电势能小于A点的电势能.故A错误;
B、带电小球从A点到B点,动能没变,则重力做功与电场力做功之和为零.即qELcosθ=mgLsinθ 则E==
,故B正确;
C、由题意知,电场未加倍时,满足mgsinθ=qEcosθ,电场加倍后,小球在斜面方向的合力F=qEcosθ=mgsinθ=ma,所以小球的加速度a=gsinθ=6m/s2,故C错误;
D、电场未减半时,满足mgsinθ=qEcosθ;若电场强度减半,小球在斜面方向的合力F=mgsinθ-qEcosθ=
mgsinθ=ma,所以小球的加速度a=
gsinθ=3m/s2;
根据速度位移公式,有:v=,由于加速度减半,故则D错误小球运动到B点时速度为初速度v0的
倍,故D正确;
故选:BD
如图所示,两块平行金属板M、N竖直放置,电压恒为U.一电子(不计重力)从N板静止释放,它运动到M板时速率为v.现将M板水平向右移动一段距离,再将电子从N板静止释放,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、由于电源的电压恒定,当M板水平向右移动一段距离后,极板之间的距离减小,根据电容的决定式C=可知,电容变大,由C=
可知,此时金属板M、N的带电量将变大,故A错误;
B、电源的电压不变,两板之间的距离减小,根据E=可知,电场强度要变大,所以电子所受的电场力变大,加速度也变大,故B正确;
C、电子在极板之间做的是匀加速直线运动,根据d=at2可知,由于极板之间的距离d减小,加速度a变大,所以电子的运动的时间要减小,故C正确;
D、在整个的运动的过程中,电压不变,只有电场力做功,根据动能定理得:qU=mv2,v=
可知电子运动到M板时速率不变,故D错误.
故选:BC.
如图所示,平行板电容器竖直放置在水平绝缘地板上,一个带电质点质量为m=0.10×10-3kg,电荷量为q=-2.0×10-4C,从电容器中心线上某点由静止开始自由下落,下落了h1=0.80m后进入匀强电场,又下落了h2=1.0m后到达水平绝缘地板.落地点在两板中心O点左侧s=20cm处(未碰板).g取10m/s2.求:
(1)带电质点在空中运动的时间;
(2)电容器中匀强电场的场强E的大小和方向.
正确答案
解:(1)带电质点进入电场前做自由落体运动,进入电场后在竖直方向的运动加速度不变,故:
解得:
t==
=0.6s
(2)带电质点进入电场前速度:v==
=4m/s;
带电质点进入电场前的时间:;
带电质点在电场中运动的时间:t2=t-t1=0.6s-0.4s=0.2s;
带电质点在电场中的水平分运动是匀加速直线运动,故:
s=
解得:
根据牛顿第二定律,有:qE=max
解得:E==5N/C
电场力向左,粒子带负电荷,故电场强度向右;
答:(1)带电质点在空中运动的时间为0.6s;
(2)电容器中匀强电场的场强E的大小为5N/C,方向水平向右.
解析
解:(1)带电质点进入电场前做自由落体运动,进入电场后在竖直方向的运动加速度不变,故:
解得:
t==
=0.6s
(2)带电质点进入电场前速度:v==
=4m/s;
带电质点进入电场前的时间:;
带电质点在电场中运动的时间:t2=t-t1=0.6s-0.4s=0.2s;
带电质点在电场中的水平分运动是匀加速直线运动,故:
s=
解得:
根据牛顿第二定律,有:qE=max
解得:E==5N/C
电场力向左,粒子带负电荷,故电场强度向右;
答:(1)带电质点在空中运动的时间为0.6s;
(2)电容器中匀强电场的场强E的大小为5N/C,方向水平向右.
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