9 带电粒子在电场中的运动 知识点题库

如图所示,虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如右图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点.已知O点电势高于c点,若不计重力,则(   )
 

A . M带负电荷,N带正电荷 B . N在a点的速度与M在c点的速度大小不相同 C . N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D . M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
如图所示,竖直方向的平行线表示电场线,但未标明方向.一个带电量为q=10-6C的微粒,仅受电场力的作用,从M点运动到N点时,动能增加了10-4 J,则 (    )

A . 该电荷运动的轨迹是 B . 该电荷从M点运动到N点时电势能增加 C . MN两点间的电势差为100 V D . 该电荷从M点由静止开始运动
如图所示,水平放置的平行板间的匀强电场正中有一带电微粒正好处于静止状态,如果两平行带电板改为竖直放置,带电微粒的运动状态将是(   )

A . 保持静止状态 B . 从P点开始做自由落体运动 C . 从P点开始做类平抛运动 D . 从P点开始做初速度为零,加速度为的匀加速直线运动。

如图所示,两板间距为d的平行板电容器与一电源连接,开关S闭合,电容器两板间的一质量为m , 带电荷量为q的微粒静止不动,下列说法中正确的是(    )

A . 微粒带的是正电 B . 电源电动势的大小等于mgd/q C . 断开开关S,微粒将向下做加速运动 D . 保持开关S闭合,把电容器两极板距离减小,将向下做加速运动
如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m.有一质量为500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑.小环离杆后正好通过C端的正下方P点处.(g取10m/s2)求:

  1. (1) 小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.

  2. (2) 小环从C运动到P过程中的动能增量.

  3. (3) 小环在直杆上匀速运动速度的大小v0

如图所示,氕( H  )、氘(H )的原子核自初速度为零经同一电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,那么(   )

A . 两种原子核都打在屏的同一位置上 B . 两种原子核同时打在荧光屏上 C . 经过电压为U1的加速电场过程中,电场力对氘核做的功较多 D . 经过电压为U2的偏转电场的过程中,电场力对两种核做的功一样多
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,其装置如图所示.A、B为两块平行金属板,间距d=0.40m,两板间有方向由B指向A,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电油漆微粒,油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0m/s,质量m=5.0×10-15kg、带电量为 q=-2.0×10-16C.微粒的重力和所受空气阻力均不计,油漆微粒最后都落在金属板B上.试求:

  1. (1) 微粒打在B板上的动能;
  2. (2) 微粒到达B板所需的最短时间;
  3. (3) 微粒最后落在B板上所形成的图形的面积大小.
如图,氕核、氘核、氚核三种粒子从S点无初速释放。经电场 加速后,又进入电场 偏转最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,则(   )

A . 三种粒子将打到屏上的不同位置 B . 偏转电场对三种粒子做功一样多 C . 三种粒子打到屏上的动能不同 D . 三种粒子运动到屏上所用时间相同
的混合粒子以相同的初动能在同一位置垂直射入水平放置的一对平行板形成的匀强电场,不计离子的重力和离子间的相互作用,离子束从进入到射出该偏转电场的过程中,下列说法正确的是(    )
A . 在偏转电场中每个离子运动的时间相等 B . 偏转电场对每个离子做功相等 C . 在偏转电场中它们形成两股离子束 D . 偏转电场对每个离子冲量相同
在平面直角坐标系xOy中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:

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  1. (1) M、N两点间的电势差UMN
  2. (2) OP距离
  3. (3) 粒子在磁场中的运动时间t;
如图所示,在 平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场;在第二象限有一匀强电场,电场强度的方向沿 轴负方向。原点 处有一粒子源,可在 平面内向 轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在 之间,质量为 ,电荷量为 的同种粒子。在 轴正半轴垂直于 平面放置着一块足够长的薄板,薄板上有粒子轰击的区域的长度为 。已知电场强度的大小为 ,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力。

  1. (1) 求匀强磁场磁感应强度的大小
  2. (2) 在薄板上 处开一个小孔,粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域,求粒子经过 轴负半轴的最远点的横坐标;
  3. (3) 若仅向第四象限各个方向发射粒子: 时,粒子初速度为 ,随着时间推移,发射的粒子初速度逐渐减小,变为 时,就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞,若穿过薄板上 处的小孔进入电场的粒子排列成一条与 轴平行的线段,求 时刻从粒子源发射的粒子初速度大小 的表达式。
如图所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力。

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  1. (1) 求粒子进入电场前的初速度 的大小。
  2. (2) 其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能 和打在荧屏上的点离O点的距离y。
如图所示,平行极板A、B间有一电场,设A、B间的距离为d1 , 在电场右侧有一宽度为d的匀强磁场。质量m、电荷量为+q的带电粒子在A极板附近由静止释放,在仅在电场力作用下,加速后以速度v离开电场,并垂直于磁场边界方向进入磁场,粒子离开磁场时与磁场边界线成30°角,不计重力。试求:

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  1. (1) 极板A、B,哪个极板的电势高?A、B间的电压是多大?
  2. (2) 磁感应强度B是多大?
  3. (3) 粒子从静止释放到离开磁场所用的时间?
如图所示,两平行板间有匀强电场,不同带电离子先后以相同初速度v0 , 从平行板左侧中央沿垂直电场方向射入,粒子均不与板碰撞,粒子重力不计。设粒子质量为m,带电荷量为q,从平行板右侧离开时偏转距离为y,则下列说法正确的是(   )

A . y与q成正比 B . y与q成反比 C . y与 成正比 D . y与 成反比
物理气相沉积镀膜是芯片制作的关键环节之一,如图是该设备的平面结构简图。初速度不计的氩离子经电压U0的电场加速后,从A点水平向右进入竖直向下的匀强电场E,恰好打到电场、磁场的竖直分界线I最下方M点(未进入磁场)并被位于该处的金属靶材全部吸收,AM两点的水平距离为0.5m。靶材溅射出的部分金属离子沿各个方向进入两匀强磁场区域,并沉积在固定基底上。基底与水平方向夹角为45°,大小相等、方向相反(均垂直纸面)的两磁场B的分界线II过M点且与基底垂直。(已知:U0= ×103V,E= ×104V/m,B=1×10-2T,氩离子比荷 ,金属离子比荷 ,两种离子均带正电,忽略重力及离子间相互作用力。)

  1. (1) 求氩离子进入电场的速度v0 , 以及AM两点的高度差
  2. (2) 若金属离子进入磁场的速度大小均为1.0×104m/s,M点到基底的距离为 m,求在纸面内,基底上可被金属离子打中而镀膜的区域长度。
如图所示, 为两块平行金属板, 板带正电荷、 板带负电荷。两板之间存在着匀强电场,两板间距为 、电势差为 ,在 板上开有两个间距为 的小孔。 为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近 板的 处, 带正电、 带负电。两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着 板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向 。半圆形金属板两端与 板的间隙可忽略不计。现从正对 板小孔紧靠 板的 处由静止释放一个质量为 、电荷量为 的带正电的微粒(微粒的重力不计),问:

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  1. (1) 微粒穿过 板小孔时的速度多大?
  2. (2) 为了使微粒能在 板间运动而不碰板, 板间的电场强度大小应满足什么条件?
  3. (3) 从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点 点?
如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行, 为圆周上三个点,O为圆心,D为 中点。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为 的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿 方向入射的粒子恰垂直 方向过D点。则以下说法正确的是(  )

A . A,B,C三点电势高低为: B . 沿垂直 方向入射的粒子可能经过A点 C . ,则匀强电场的场强为 D . ,则过D点速率可能为
如图所示,在以O为圆心、半径为R的圆形区域内有匀强电场,AB为圆的直径。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点飘入电场(速度很小,可以认为粒子速度为0),从圆周上的C点以速率v0穿出,运动过程中粒子仅受电场力作用,且AC与AB的夹角θ=60°。

  1. (1) 求电场强度的大小;
  2. (2) 若粒子从A点以不同速度射入电场,求穿出电场时动能增量的最大值;
  3. (3) 若粒子进入电场的速度方向与电场方向垂直,为使粒子穿过电场前后速度变化量的大小为 ,求该粒子进入电场时的速度应为多大。
如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核 从y轴上y=h点以某一速度射出,速度方向沿x轴正方向。已知 进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场。 的质量为m,电荷量为q。不计重力。

求    

  1. (1) 氕核 在电场中运动的时间;
  2. (2) 第一次离开电场的位置到原点O的距离;
  3. (3) 磁场的磁感应强度B的大小。
如图所示,真空中平行金属板M、N之间的距离d为 ,有一个质量为 ,带电量为 的带电粒子位于M板旁,给两金属板加 直流电压。

  1. (1) 求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度v大小;
  2. (2) 改变M、N两板的形状,两板之间的电场不再均匀,其他条件保持不变,那么带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度大小是否改变?请说明理由。