带电粒子在电场中的运动练习题带答案解析.docx

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1、带电粒子在电场中的运动专题练习学问点：1带电粒子经电场加速：处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。qU=mvt2/2-mv02/2 vt= ，假设初速v0=0，那么v= 。2带电粒子经电场偏转： 处理方法：灵敏应用运动的合成与分解。带电粒子在匀强电场中作类平抛运动， U、 d、 l、 m、 q、 v0。(1)穿越时间:(2)末速度:(3)侧向位移:4偏角： 1、如下图，长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，那么 AA、B两点间的电压确定等于mgLsin/qB小球在B点

2、的电势能确定大于在A点的电势能C假设电场是匀强电场，那么该电场的电场强度的最大值确定为mg/qD假设该电场由斜面中点正止方某处的点电荷产生，那么该点电荷必为负电荷2、如下图，质量相等的两个带电液滴1与2从程度方向的匀强电场中0点自由释放后，分别抵达B、C两点，假设AB=BC，那么它们带电荷量之比q1：q2等于 A1：2B2：1C1：D：13如下图，两块长均为L的平行金属板M、N与程度面成角放置在同一竖直平面，充电后板间有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向射人电场，并沿虚线通过电场。以下推断中正确的选项是( )。A、电场强度的大小Emgcos/q B、电场强度的大小Emg

3、tg/qC、液滴分开电场时的动能增量为-mgLtg D、液滴分开电场时的动能增量为-mgLsin4如下图，质量为m、电量为q的带电微粒，以初速度v0从A点竖直向上射入程度方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为VB2V0，而方向与E同向。以下推断中正确的选项是( )。A、A、B两点间电势差为2mV02/q B、A、B两点间的高度差为V02/2gC、微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D、从A到B微粒作匀变速运动1一个带正电的微粒，从A点射入程度方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角=30，带电微粒的质量m=1.0107kg，电量q=1.01010C，A、B

4、相距L=20cm取g=10m/s2，结果保存二位有效数字求：1说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由2电场强度的大小与方向？3要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？OvE图3-1-62一个带电荷量为q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成角，油滴的质量为m，测得油滴到达运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求：(1) 最高点的位置可能在O点的哪一方？(2) 电场强度 E为多少？(3) 最高点处(设为N)与O点的电势差UNO为多少？3. 如下图，程度放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，两板间间隔 d = 0.4

5、cm，有一束一样微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒质量为 m = 210-6kg，电量q = 110-8 C，电容器电容为C =10-6 F求(1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，那么微粒入射速度v0应为多少？LBm,qdv0A(2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？x/m0V0Qy/m4.如下图，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5104C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图

6、中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s2. 1指出小球带何种电荷； 2求匀强电场的电场强度大小； 3求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的变更量.5、如下图，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C。电容器的A板接地，且中间有一个小孔S，一个被加热的灯丝K与S位于同一程度线，从丝上可以不断地放射出电子，电子经过电压U0加速后通过小孔S沿程度方向射入A、B两极板间。设电子的质量为m，电荷量为e，电子从灯丝放射时的初速度不计。假设到达B板的电子都被B板汲取，且单位时间内射入电容器的电子数为n个，随着电子的射入，两极板间的电势差渐渐增加，最终使电子无法到达B板，求：1当B板汲取了N个电

7、子时，AB两板间的电势差2A、B两板间可以到达的最大电势差(UO)3从电子射入小孔S开始到A、B两板间的电势差到达最大值所阅历的时间。6如下图是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1=4cm，板间间隔 d=1cm。板右端间隔 荧光屏L2=18cm，程度偏转电极上不加电压，没有画出电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v=1.6107m/s，电子电量e=1.610-19C，质量m=0.9110-30kg。(1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？(2)假设在偏转电极上加u=sin100t (V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能视察到多长的线段？L1L2O

8、OOd7两块程度平行放置的导体板如下图，大量电子质量m、电量e由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连绵起伏地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如下图的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使全部电子均从两板间通过。问： 这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值与最小值分别是多少？4t0t03t02t0t0U0UU0侧向位移分别为最大值与最小值的状况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？图8、如图所示，在匀强电场中一带正电的小球以某一初速度从绝缘斜面上滑下，并沿与斜面相切的绝缘圆轨道通过最高点斜面倾角为30

9、0, 圆轨道半径为，匀强电场程度向右，场强为，小球质量为m，带电量为，不计运动中的摩擦阻力，那么小球至少应以多大的初速度滑下？在此状况下，小球通过轨道最高点的压力多大？92001年全国如下图，虚线a、b与c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub与Uc，UaUbUc一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹照实线KLMN所示，由图可知粒子从到的过程中，电场力做负功粒子从到的过程中，电场力做负功粒子从到的过程中，电势能增加粒子从到的过程中，动能削减1094年全国图中A、B是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T的交变电压u。A板的电势UA0，B板的电势UB随时间的变更规律为:在0到T/2

10、的时间内,UBU0(正的常数)；在T/2到T的时间内，UB-U0；在T到3T/2的时间内,UBU0；在3T/2到2T的时间内。UB-U0，现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度与重力的影响均可无视，那么假设电子是在t0时刻进入的,它将始终向B板运动；假设电子是在tT/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最终打在B板上；假设电子是在t3T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最终打在B板上；假设电子是在tT/2时刻进入的,它可能时而向B板、时而向A板运动。答案1、A D 2、B 3 AD 4 ABD 11微粒只在重力与电场力作用下沿AB方向运

11、动，在垂直于AB方向上的重力与电场力必等大反向，可知电场力的方向程度向左，如下图，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动2在垂直于AB方向上，有qEsinmgcos=0所以电场强度E=1.7104N/C 电场强度的方向程度向左3微粒由A运动到B时的速度vB=0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得， mgLsin+qELcos=mvA2/2 代入数据，解得vA2分2(1) 在O点的左方(2) UNO =(1)由动能定理可得在O点的左方(2)在竖直方向 mgt = mv sin，程度方向 qEt = mv + mv cos(3) 油滴由O点N点，由qUmgh =

12、 0，在竖直方向上，(v0 sin)2 = 2ghUNO =3(1)假设第1个粒子落到O点，由v01t1，gt12得v012.5 m/s假设落到B点，由Lv02t1，gt22得v025 m/s故2.5 m/sv05 m/s(2)由Lv01t，得t410-2 sat2得a2.5 m/s2，有mgqE=ma，E=得Q610-6C所以600个4：1小球带负电2小球在y方向上做竖直上抛运动，在x方向做初速度为零的匀加速运动，最高点Q的坐标为 由 代入数据得 1分 由初动量p=mv0 解得 又 由代入数据得E=1103N/C 3由式可解得上升段时间为t= 所以全过程时间为 代入式可解得x方向发生的位移为

13、x=6.4m 由于电场力做正功，所以电势能削减，设削减量为E，代入数据得E=qEx=512U03t=6解：(1) 由以上三式，解得： 代入数据，得 U=91V (2)偏转电压的最大值：U1=27.3V 通过偏转极板后，在垂直极板方向上的最大偏转间隔 ： 设打在荧光屏上时，亮点距O的间隔 为y，那么： 荧光屏上亮线的长度为：l=2y 代入数据，解得l=3cm t0t02t03t0v1v2vy7 (画出电子在t=0时与t=t0时进入电场的v-t图象进展分析v10tt02t03t04t0vy1， 解得 ， 2由此得， (2分)而 8、解析：小球的受力如图所示，从图中可知：，所以带电小球所受重力与电场力的合力始终垂直于斜面，小球在斜面上做匀速直线运动，其中把小球看作处于垂直斜面对下的等效力场F中，等效力加速度，小球在点的速度最小，为，由功能关系可得：此即为小球沿斜面下滑的最小速度设点的速度为vc，那么小于球通过最高点时，向心力由重力与轨道压力供应，因此有：9、答案：、说明：该题要求理解等势面的概念；驾驭电场力做功与电势能、动能变更间的关系10、答案：、说明：解答此题要求运用形象思维想象电子在交变电场中的运动往复运动得出答案第 8 页