- 带电粒子在电场中的加速
- 共3430题
如图所示,甲、乙两相同的带电粒子从下极板边缘同一点射入同一匀强电场,电场方向垂直于极板,甲粒子恰沿上极板边缘水平射出,乙粒子恰沿两板之间的中线水平射出,由此可以判定( )
正确答案
解析
解:A、粒子在电场中做类平抛运动,甲乙两粒子相同,则它们的加速度a=相等,
在水平方向上:x=v0t,在竖直方向上:y=at2,由题意可知,y甲=2y乙,则
=
,
粒子的初速度:v0=,粒子水平位移x相等,则
=
,由动能定理得:qEy=
mv2-
mv02,
则:=
=
,故A正确,BC错误;
D、电场力对粒子做功:W=qEy,=
=
,故D错误;
故选:A.
如图所示,一群速率不同的一价负离子,电量为e从A.B两平行极板正中央水平射入偏转电场,A.B间电压为U,A板电势高,板间距为d.C为竖直放置,并与A.B间隙正对的金属档板,屏MN足够大.若A.B极板长为L,C到极板的距离也为L,C的高为d.不考虑离子所受重力,元电荷为e.
(1)若离子恰能沿上极板边缘射出,离子的动能是多大
(2)初动能范围是多少的离子才能打到屏MN上.
正确答案
解:(1)偏转电场的场强大小为:
①
离子所受电场力:F=Eq ②
离子的加速度为:F=ma ③
由①②③解得:a= ④
设离子的质量为m,初速度为v0,离子射出电场的时间t为:L=v0t ⑤
射出电场时的偏转距离y为: ⑥
由④⑤⑥解得: ⑦
要使离子恰好沿边缘射出则
所以离子的初动能
(2)离子射出电场时的竖直分速度vy=at
射出电场时的偏转角:tanφ=
得:tanφ=
离子射出电场时做匀速直线运动
要使离子打在屏MN上,需满足:,Ltanφ
又因为
由上式可得:
答:(1)若离子恰能沿上极板边缘射出,离子的动能是
(2)初动能范围是的离子才能打到屏MN上.
解析
解:(1)偏转电场的场强大小为:
①
离子所受电场力:F=Eq ②
离子的加速度为:F=ma ③
由①②③解得:a= ④
设离子的质量为m,初速度为v0,离子射出电场的时间t为:L=v0t ⑤
射出电场时的偏转距离y为: ⑥
由④⑤⑥解得: ⑦
要使离子恰好沿边缘射出则
所以离子的初动能
(2)离子射出电场时的竖直分速度vy=at
射出电场时的偏转角:tanφ=
得:tanφ=
离子射出电场时做匀速直线运动
要使离子打在屏MN上,需满足:,Ltanφ
又因为
由上式可得:
答:(1)若离子恰能沿上极板边缘射出,离子的动能是
(2)初动能范围是的离子才能打到屏MN上.
一个带电粒子,在电场中只受电场力作用,从A点运动到B点的过程中,克服电场力做了8×10-5J的功.在此过程中,带电粒子的电势能______(填“增加”或“减少”)了______ev.
正确答案
解:电场力做负功,根据动能定理可得动能减少,电势能增加,增加量为
故答案为:增加 5×1014
解析
解:电场力做负功,根据动能定理可得动能减少,电势能增加,增加量为
故答案为:增加 5×1014
如图所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做______运动,电场强度大小为______,电场力做功大小为______.
正确答案
匀速直线运动
mgd
解析
解:1、物体做直线运动的条件是合力的方向与速度方向在一条直线上.带电液滴受重力竖直向下,外还有竖直方向上的电场力,故合力不可能沿运动轨迹,所以合力只能为零,即电场力竖直向上与重力平衡,此时小球只能做匀速直线运动.
2、根据Eq=mg,得:.
3、根据功的定义,电场力做功为:W=Eqd=mgd.
故答案为:匀速直线运动,,mgd.
如图所示,两种不同的正离子(不计重力)垂直射入偏转电场,从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角θ(偏转电压U保持不变),则两种离子进入偏转电场前只要满足( )
正确答案
解析
解:在加速电场中,由动能定理得:qU1=m
在偏转电场中,离子做类平抛运动,水平方向做匀速运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,则有
水平方向:L=v0t
竖直方向:y=at2,vy=at,a=
联立得:y==
,tanθ=
可见,两种离子进入偏转电场前,比荷、速度v0都相同,或动能和电荷量都相同,或由静止经同一加速电场加速,y和tanθ相同,故D正确,ABC错误.
故选:D
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