5 带电粒子在电场中的运动 知识点题库

把质量为m的正点电荷q从电场中某点静止释放(不计重力)下列说法正确的()

A . 该电荷一定由电场线疏处向电场线密处运动 B . 点电荷的运动轨迹必定与电场线重合 C . 点电荷的速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致 D . 点电荷的加速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致
如图所示,光滑水平细杆MNCDMNCD在同一竖直平面内。两杆间距离为hNC连线左侧存在有界的电场,电场强度为E。质量为m的带正电的小球P , 穿在细杆上,从M端点由静止向N端点运动,在NC连线中点固定一个带负电的小球,电荷量为Q。在匀强电场中做匀速圆周运动恰好回到C点,且小球P与细杆之间相互绝缘。

  1. (1) 求带正电的小球P的电荷量q 。

  2. (2) 求小球P在细杆MN上滑行的末速度v0

  3. (3) 求光滑水平细杆MN两点之间的电势差。

如图(a)所示,A、B为两块平行金属板,极板间电压为UAB=1125V,板中央有小孔O和O′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间.在B板右侧,平行金属板M、N长L1=4×102m,板间距离d=4×103m,在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的O″并发出荧光.现给金属板M、N之间加一个如图(b)所示的变化电压u1 , 在t=0时刻,M板电势低于N板.已知电子质量为 kg,电量为e=1.6×1019C.

  1. (1) 每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大?

  2. (2) 打在荧光屏上的电子范围是多少?

  3. (3) 打在荧光屏上的电子的最大动能是多少?

质子 、氘核 和氦核 从静止开始经相同电压加速后,从同一点垂直进入同一匀强电场关于它们在匀强电场中的运动,下列说法中正确的是( )

A . 质子、氘核和氦核的轨迹相同 B . 有两条轨迹.其中质子和氘核轨迹相同 C . 有两条轨迹,其中氘核和氦核轨迹相同 D . 三者的轨迹各不相同
下列关于静电场的说法中正确的是(   )

A . 正电荷只在电场力作用下,一定从高电势向低电势运动 B . 在一个点电荷形成的电场中没有场强相同的两点,但有电势相等的两点 C . 电势为零处,场强不一定为零;但场强为零处,电势一定为零 D . 初速为零的正电荷在电场力作用下不一定沿电场线运动
如图所示,匀强电场中有一个以 O 为圆心、半径为 R 的圆,电场方向与圆所在平面平 行,A、O 两点电势差为 U,一带正电的粒子在该电场中运动,经 A、B 两点时速度方向沿 圆的切线,速度大小均为 v0 , 粒子重力不计,则下列说法正确的是(   )

A . 粒子从 A 到 B 的运动轨迹是一段抛物线 B . 粒子从 A 到 B 的运动过程中,电势能先减小后增大 C . 粒子从 A 到 B 的运动过程中,动能最小值为 A 点动能的一半 D . 圆周上任两点间电势差的最大值为 2U
如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,E1和E2的方向垂直。现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点(A点离两场边界距离为 L),最后电子从PQ射出电场E2 , AO与虚线MN和PQ均垂直,求:

  1. (1) 电子从释放到刚射出电场E2时所用的时间;
  2. (2) 电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ。
如图,直角坐标系xOy位于竖直平面内,其中x轴水平,y轴竖直。竖直平面中长方形区域OABC内有方向垂直OA的匀强电场,OA长为l,与x轴间的夹角 ,一质量为m、电荷量为q的带正电小球可看成质点从y轴上的P点沿x轴正方向以一定速度射出,恰好从OA的中点M垂直OA进入电场区域。已知重力加速度为g。

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  1. (1) 求P点的纵坐标及小球从P点射出时的速度大小v0
  2. (2) 已知电场强度的大小为 ,若小球不能从BC边界离开电场,OC长度应满足什么条件?
如图所示,电子在电势差为U0=4 500 V的加速电场中,从左极板由静止开始运动,经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U=45 V的偏转电场中,经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏M上,整个装置处在真空中,已知电子的质量为  ,电荷量为  ,偏转电场的板长为L1=10 cm,板间距离为d=1 cm,光屏M到偏转电场极板右端的距离L2=15 cm.求:

  1. (1) 电子从加速电场射入偏转电场的速度v0
  2. (2) 电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y;
  3. (3) 电子飞出偏转电场时偏转角的正切值tanθ;
  4. (4) 电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y.
如图所示,在平面直角坐标系xoy的第二象限中存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E,在第一象限内有竖直向下的匀强电场,电场强度大小也为E。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点由静止开始沿PQ运动,P点坐标为(-d,d),粒子从Q点进入第一象限的电场区域,从x轴上的M点离开电场,M点未画出。不计粒子重力。求:

  1. (1) 粒子运动到Q点的速度大小vQ
  2. (2) M点横坐标;
  3. (3) 粒子从M点离开电场时速度方向与x轴正方向的夹角
如图甲和乙所示,分别为示波管和显像管的结构图。正常工作时由二者的电子枪发射的电子束,经偏转电极(电场)和偏转线圈(磁场),电子束打在荧光屏上使荧光屏发光,不计电子的重力。下列说法正确的是(   )

 

A . 若图甲的荧光屏上只有竖直亮线,则只有YY′间加有电压 B . 若图乙的荧光屏上只有竖直亮线,则偏转线圈只有竖直方向的磁场 C . 电子经过甲图中的偏转电极,速度方向改变,大小不变 D . 电子经过乙图中的偏转线圈,速度方向改变,大小不变
坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射 粒子, 粒子的速度大小都是v0 , 在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E= ,其中q与m分别为α粒子的电荷量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑 粒子的重力)

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  1. (1) 求 粒子刚进入磁场时的动能Ek及磁感应强度B的大小;
  2. (2) 将ab板平移到纵坐标为多少的位置时所有粒子恰好均能打到板上?并求ab板在此位置被粒子打中区域的长度L.
如图所示,从炽热的金属丝飞出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是(   )

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A . 仅将偏转电场极性对调 B . 仅增大偏转电极间的距离 C . 仅增大偏转电极间的电压 D . 仅减小偏转电极间的电压
如图所示,地面上某区域存在着水平向右的匀强电场,一个质量为m的带负电小球以水平向右的初速度v0 , 由O点射入该区域,刚好竖直向下通过竖直平面中的P点,已知连线OP与初速度方向的夹角为60°,重力加速度为g,则以下说法正确的是(   )

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A . 电场力大小为 B . 小球所受的合外力大小为 C . 小球由O点到P点用时 D . 小球通过P点时的动能为
如图所示,绝缘、粗糙的圆形轨道竖直放置,半径 ,其圆心处有一电荷量 的负点电荷,轨道右侧对接着一条足够长的、光滑、绝缘的水平轨道,轨道上静止着质量分别为 ;带电量分别为 ;可视为质点的两个小滑块,两滑块用绝缘细线拴接着,中间压缩着一根两端自由的、绝缘的、轻质弹簧。水平轨道距地面高 ,端点右侧分布着有界匀强电场,电场强度 。剪断细线,滑块2滑至右端射出,落在水平地面上的D点,水平射程 ;滑块1滑过圆形轨道的最低点A后恰好能到达最高点C。本题中我们假设滑块运动时电荷量不变且不会对其它电场产生影响,空气阻力不计,静电力常量

  1. (1) 求滑块2从水平轨道右端射出时的速度大小。
  2. (2) 若细线剪断前弹簧的弹性势能为 ,滑块间电势能为 ,求 的大小。
  3. (3) 滑块1从A点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功。
平行板电容器充电后断开电源,一带负电小球(可视为质点)水平射入两极板之间,落在下板的D点,如图所示,设小球进入平行板电容器的位置和射入速度均不变。下列说法正确的是(  )

A . 将下极板向下移动小球可能飞出电容器 B . 将上极板向上移动小球可能飞出电容器 C . 在极板间加入垂直纸面向里的匀强磁场小球可能飞出电容器 D . 在极板向加入垂直纸面向外的匀强磁场小球可能飞出电容器
如图所示,空间存在沿坐标平面的匀强电场,在平面直角坐标系xOy中,A点的坐标为(3cm,0)、电势为0,B点的坐标为(0,4cm)、电势为6V,C点的坐标为(-3cm,0)电势为12V。现有一带电微粒从B点沿等势线方向以速度v=4×105m/s射入电场,之后微粒通过A点,不计微粒受到的重力。求∶

  1. (1) 匀强电场的电场强度大小E;
  2. (2) 带电微粒的比荷
如图所示,竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1 , 水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2 , 一电子由静止开始经U1加速后,进入水平放置的金属板间,刚好从下板边缘射出,不计电子重力,下列说法正确的是(   )

A . 增大U1 , 电子一定打在金属板上 B . 减小U1 , 电子一定打在金属板上 C . 减小U2 , 电子一定能从水平金属板间射出 D . 增大U2 , 电子一定能从水平金属板间射出
一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示。已知两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,不计电子的重力和电子间的相互作用力。

  1. (1) 若要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最大能加多大电压?
  2. (2) 若要使电子打到下板中间,则两个极板上需要加多大的电压?
如图所示,A为粒子源,A和极板B间的加速电压为 , 两水平放置的平行带电板C、D间的电压为。现有质量为m、电荷量为的粒子从A处由静止释放,被加速电压加速后水平进入竖直方向的匀强电场,最后从右侧射出。平行板C、D的长度为L,两板间的距离为d,不计带电粒子的重力,则下列说法正确的是(   )

A . 带电粒子射出B板时的速度 B . 带电粒子在C,D极板间运动的时间 C . 带电粒子飞出C,D间电场时在竖直方向上发生的位移 D . 若同时使加倍,则带电粒子在飞出C,D极板间电场时的速度与水平方向的夹角不变