9 带电粒子在电场中的运动 知识点题库

如图所示,有两个相同的带电粒子A,B,分别从平行板间左侧中点和贴近上极板左端处以不同的初速度垂直于电场方向进入电场,它们恰好都打在下极板右端处的C点,若不计重力,则可以断定(   )

A . A粒子的初动能是B粒子的2倍 B . A粒子在C点的偏向角的正弦值是B粒子的2倍 C . A,B两粒子到达C点时的动能可能相同 D . 如果仅将加在两极板间的电压加倍,A,B两粒子到达下极板时仍为同一点D(图中未画出)
让原来静止的氢核( H)、氘核( H)和氚核( H)的混合物通过同一加速电场相同电压加速后,这些核将具有(  )
A . 相同的速度 B . 相同的动能 C . 相同的动量 D . 以上都不相同
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量q=+1.0×10﹣5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中,微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.微粒重力忽略不计.求:

  1. (1) 带电微粒进入偏转电场时的速率v1

  2. (2) 偏转电场中两金属板间的电压U2

  3. (3) 为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图.若励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是(   )

A . 仅增大励磁线圈中的电流,电子束径迹的半径变大 B . 仅提高电子枪加速电压,电子束径迹的半径变大 C . 仅增大励磁线圈中的电流,电子做圆周运动的周期将变小 D . 仅提高电子枪加速电压,电子做圆周运动的周期将变大
如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为﹣q的物块从A点由静止开始下落,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,从A点运动到B点的过程中加速度大小为2g,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )

A . 该匀强电场的电场强度为 B . 物块从A点运动到C点的过程中,物块和弹簧构成的系统机械能守恒 C . 物块从A点运动到C点的过程中电势能的减少量为mg(H+h) D . 物块从B点运动到C点的过程中物块的机械能和电势能之和保持不变
如图甲所示,y轴右侧空间有垂直xoy平面向里的匀强磁场,同时还有沿﹣y方向的匀强电场(图中电场未画出).磁感应强度随时间变化规律如图乙所示(图中B0已知,其余量均为未知).t=0时刻,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴射入电场和磁场区,t0时刻粒子到达坐标为(x0 , y0)的点A (x0>y0),速度大小为v,方向沿+x方向,此时撤去电场.t=t0+t1+t2时刻,粒子经过x轴上x=x0点,速度沿+x方向.不计粒子重力,求:

  1. (1) 0﹣t0时间内OA两点间电势差UOA
  2. (2) 粒子在t=0时刻的加速度大小a0
  3. (3) B1的最小值及对应t2的表达式.
如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E。在Ad , 0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求

  1. (1) 分裂时两个微粒各自的速度;
  2. (2) 当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
  3. (3) 当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离。
如图所示,平行金属板长为L,一个带电为 ,质量为m的粒子以初速度 紧贴上板垂直射入电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成 角,粒子重力不计 求:

  1. (1) 粒子末速度大小;
  2. (2) 电场强度;
  3. (3) 两极间距离d.
如图所示,虚线FG、MN、CD为在同一平面内的水平直线边界,在MN、CD区间内有垂直边界的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C,方向如图所示;在FG、MN区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2 T.已知电场和磁场在沿边界方向的长度均足够长,电场在垂直边界方向的宽度d1=0.20 m.在CD边界上某点O处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0×106m/s的某种带正电粒子,粒子质量m=6.4×10-27kg,电荷量q=3.2×10-19C,粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场,不计粒子的重力及相互作用.试求:

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  1. (1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径;
  2. (2) 要使粒子不从FG边界射出,求磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d;
  3. (3) 若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2 m,求边界FG上有粒子射出磁场的范围长度及粒子首次在磁场中运动的最长时间.
如图所示,A、B为两块足够大的平行金属板,两板间距离为d,接在电压为U的电源上。在A板的中央P点处放置一个电子放射源,可以向各个方向释放电子。设电子的质量为m、电荷量为e,射出的初速度为v0。求电子打在B板上的区域面积。

如图所示,电子经加速电场(电压为U1)后进入偏转电场(电压为U2),然后飞出偏转电场,要使电子飞不出偏转电场可采取的措施有(   )

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A . 增大U1 B . 减小U1 C . 增大U2 D . 减小U2
如图所示,竖直放置的平行金属板A、B间电压为U0 , 在B板右侧CDMN矩形区域存在竖直向下的匀强电场,DM边长为L,CD边长为 L,紧靠电场右边界存在垂直纸面水平向里的有界匀强磁场,磁场左右边界为同心圆,圆心O在CDMN矩形区域的几何中心,磁场左边界刚好过M、N两点.质量为m、电荷量为+q的带电粒子,从A板由静止开始经A、B极板间电场加速后,从边界CD中点水平向右进入矩形区域的匀强电场,飞出电场后进入匀强磁场.当矩形区域中的场强取某一值时,粒子从M点进入磁场,经磁场偏转后从N点返回电场区域,且粒子在磁场中运动轨迹恰与磁场右边界相切,粒子的重力忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

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  1. (1) 求粒子离开B板时的速度v1
  2. (2) 求磁场右边界圆周的半径R;
  3. (3) 将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时,粒子从MN间飞入磁场,经磁场偏转返回电场前,在磁场中运动的时间有最大值,求此最长时间tm
如图所示,在直角坐标系xOy的第一、四象限内,在边界MN与y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,边界MN右侧有沿x轴正向的匀强电场,电场强度大小为E,MN上P点的坐标为(a,0),MN与x轴正向的夹角θ=45°,一个质量为m,电荷量为q的带负电的粒子从坐标原点沿y轴正向射入磁场,不计粒子的重力, ,求:

  1. (1) 要使粒子不进入电场,粒子进入磁场的最大速度为多少;
  2. (2) 若粒子从P点进入电场,则粒子在电场中运动的时间为多少;
  3. (3) 若粒子刚好垂直MN进入电场,且将电场反向,则粒子在电场中运动时经过x轴的位置坐标。
让一价氢离子、一价氦粒子和二价氦粒子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里偏转,则(   )
A . 它们会沿同一轨迹运动 B . 它们会分成三股射出 C . 它们会分成两股射出 D . 它们只是在同一位置射出轨迹并不相同
如图,初速度不计的电子经电压为U的电场加速后,沿OM方向垂直于磁场进入一个半径R= 的圆形匀强磁场区域(O为圆形磁场的中心,磁场方向垂直于圆而向外,磁感应强度大小为B)。电子穿出磁场后打在了与OM连线垂直的屏幕上的P点处,已知OM=L,电子的电荷量为e、质量为m,电子所受重力不计。试计算:

  1. (1) 电子经过加速电场后的速度大小v。
  2. (2) P点与M点的距离d为多少?
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ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 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。不计粒子的重力,求:

  1. (1) P点到坐标原点O的距离y;
  2. (2) 匀强电场的场强E。
如图,长为L、板间距离为 的平行板M、N带有等量的异种电荷,两板水平固定放置。一个质量为m、带电量为q的带正电小球,从Р点以初速度 (大小未知)水平抛出,刚好从M板的左侧边缘进入两板间的匀强电场中,并恰好从N板的右侧边缘水平射出。已知Р点到M板左端的水平距离为 ,竖直距离为 ,重力加速度大小为g。求:

  1. (1) M、N两平行板间的电势差
  2. (2) 若增大两板间的电势差,使小球从P点抛出并刚好从M板的左侧边缘进入电场后,刚好从M板的右侧边缘飞出,小球在电场中运动过程中,距N板的最近距离为多少。
如图所示,在竖直放置的平行金属板A、B之间加上恒定电压U,A、B两板的中央留有小孔O1、O2 , 在B的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向放置,第一次从小孔O1处从静止释放一个质子,第二次从小孔O1处从静止释放一个α粒子,关于这两个粒子在电场中运动的判断正确的是(   )

A . 质子和α粒子打到感光板上时的速度之比为2∶1 B . 质子和α粒子在电场中运动的时间相同 C . 质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2 D . 质子和α粒子在电场中运动的轨迹重叠在一起
如图所示,有一带正电的粒子(粒子重力不计),粒子电量与质量的比荷 ,以平行于Ox轴的速度 ,从y轴上的a点射入第一象限区域,第一象限存在着沿y轴负方向的有界匀强电场,电场强度大小 ,沿x轴方向宽度为 ,y方向电场充满整个第一象象限。已知

  1. (1) 若电场的左边界与y轴重合,则粒子在电场中运动时y方向上的位移为多少?
  2. (2) 为了使这束粒子能通过x轴上的b点, ,则电场左边界的位置坐标x0为多少?
空间中存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,如图所示。一质量为m、带电量为q的正粒子,从P点以水平速度射入电场中,然后从M点沿虚线圆半径方向射入磁场,最后从N点水平射出磁场。已知竖直、水平,且 , 不计粒子的重力。求:

  1. (1) 粒子进人磁场时的速度;
  2. (2) 圆形磁场区域的半径R;
  3. (3) 带电粒子从P点到N点运动的时间t。