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高中物理
电荷在电场中的偏转
电荷在电场中的偏转 知识点题库
如图所示,质量为m,带电量为-q的小球悬于O点,O点处于水平放置的相距为d、电势差为U的两带电的平行金属板正中,现给小球一个水平初速度,小球恰能在竖直面内做匀速圆周运动,下列正确的是( )
(1)平行金属板中的电场方向竖直向下
(2)小球在未给初速度前悬线张力为mg;
(3)小球做匀速圆周运动时张力大小保持不变
(4)U=mgd/q
A .
只有(1)(2)
B .
只有⑴ ⑶
C .
只有(3)(4)
D .
⑴ ⑶(4)都正确
在点电荷Q的电场中,一个电子通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是( )
A .
Q一定为负电荷
B .
电子从b到a的过程中电场力做负功
C .
电子经过两等势面的动能E
ka
>E
kb
D .
电子在两等势面上的电势能E
pa
>E
pb
相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为V
0
, 质量为m,电量为﹣e,在AB两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0<k<1,U
0
=
;紧靠B板的偏转电场电压也等于U
0
, 板长为L,两板间距为d,距偏转极板右端
L处垂直放置很大的荧光屏PQ.不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计.
(1) 在0﹣T时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离.(结果用L,d表示,第2小题亦然)
(2) 只调整偏转电场极板的间距(仍以虚线为对称轴),要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足什么要求?
(3) 撤去偏转电场及荧光屏,当k取恰当的数值,使在0﹣T时间内通过电容器B板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k值.
带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v
0
进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,可以判断( )
A .
粒子的加速度在a点时较大
B .
粒子的电势能在b点时较大
C .
粒子可能带负电,在b点时速度较大
D .
粒子一定带正电,动能先变小后变大
如图所示,质量为m=5×10
﹣8
kg的带电粒子以v
0
=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、B间加电压U
AB
=10
3
V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高).求:
(1) 带电粒子的电性和所带电荷量;
(2) A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?
如图所示,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度为v
0
水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等.设斜面足够长,地球表面重力加速度为g,不计空气的阻力,求:
(1) 小球落到斜面所需时间t;
(2) 小球从水平抛出至落到斜面的过程中电势能的变化量△E.
如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为y,要使偏转位移增大,下列可行的措施是(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)( )
A .
增大偏转电压U
B .
增大加速电压U
0
C .
增大偏转极板间距离
D .
将发射电子改成发射负离子
如图所示电子射线管.阴极K发射电子,阳极P和阴极K间 加上电压后电子被加速。A、B是偏向板,使飞进的电子偏离.若已知P、K间所加电压U
PK
=2.5×10
4
V,两极板长度L=6.0×10
-2
m,板间距离d =3.6×10
-2
m,所加电压U
AB
=1000V,R=3×10
-2
m, 电子质量m
e
=9.1×10
-31
kg,电子的电荷量e=-1.6×10
-19
C。设从阴极出来的电子速度为零,不计重力。(保留两位有效数字)
(1) 电子通过阳极P板的速度υ
0
是多少?
(2) 电子从偏转电极出来时的偏移距离y是多少?
(3) 电子从偏转电极出来时具有动能E
k
是多少?
(4) 电子过偏转电极后到达距离偏转电极R=3×10
-2
m荧光屏上O′点,此点偏离入射方向的距离h是多少?
如图甲所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有一个以点(3L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、N.现有一质量为m、带电量为e的电子,从y轴上的A点以速度v
0
沿x轴正方向射入电场,飞出电场后从M点进入圆形区域,此时速度方向与x轴正方向的夹角为30°.不考虑电子所受的重力.
(1) 求电子进入圆形区域时的速度大小和匀强电场场强E的大小;
(2) 若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场,使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴.求所加磁场磁感应强度B的大小和电子刚穿出圆形区域时的位置坐标;
(3) 若在电子刚进入圆形区域时,在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场(以垂直于纸面向外为磁场正方向),最后电子从N点处飞出,速度方向与进入磁场时的速度方向相同.请写出磁感应强度B
0
的大小、磁场变化周期T各应满足的关系表达式.
利用电场与磁场控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场左侧有一宽度为0.5R的区域,其上边界与水平半径MO共线,该区域内有水平向右、速度大小范围为0~
v
0
的粒子不断射人,粒子带电量均为+q,质量均为m。在沿半径MO入射的粒子中,速度大小为v
0
的粒子恰好从O点正下方的N点离开磁场。不计粒子重力及粒子间相互作用力,求:
(1) 匀强磁场磁感应强度B的大小;
(2) 圆形磁场中,有粒子通过区域的面积S;
(3) 在圆形磁场正下方有一长度为2R的水平挡板CD,中心小孔与N点重合,右侧是长度也为2R的竖直荧光屏PQ,其上端点P与挡板右端点D重合。CD下方空间加有水平向右的匀强电场,恰使所有通过小孔N的粒子均能打在荧光屏PQ上。求电场强度大小E及荧光屏上有粒子打到的长度L。
如图所示,正六面体真空盒置于水平面上,它的ADHE面与BCGF面均为金属板,BCGF面带正电,ADHE面带负电其他面为绝缘材料.从小孔P沿水平方向平行于ABFE面以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c,最后分别落在1、2、3三点.下列说法正确的是( )
A .
三个液滴在空中运动的时间相同
B .
液滴c所带的电荷量最多
C .
整个运动过程中液滴c的动能增量最大
D .
三个液滴落到底板时的速率相同
如图所示为两组平行板金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量为m、电荷量为q的粒子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经电压U
0
加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,若粒子从两块水平平行板的正中间射入,且最后粒子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出,A,B分别为两块竖直板的中点,不计粒子所受重力.求:
(1) 粒子通过B点时的速度大小;
(2) 右侧平行金属板的长度;
(3) 粒子穿出右侧平行金属板时的动能.
两平行导体板间距为d,两导体板间电压为U,不计重力的电子以平行于极板的速度v射入两极板之间,沿极板方向运动距离为l时侧移为y。如果要使电子的侧移
,仅改变一个量,下列哪些措施可行( )
A .
改变两平行导体板间距为原来的一半
B .
改变两导体板所加电压为原来的一半
C .
改变电子沿极板方向运动距离为原来的一半
D .
改变电子射入两极板时的速度为原来的2倍
有三个带电粒子A、B、C(不计重力)从同一位置以相同速度v
0
先后射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的位置如图所示,则下列说法中正确的是( )
A .
三个粒子在电场中运动的时间相等
B .
粒子A的比荷最大
C .
若粒子电量相同则A粒子质量最大
D .
若粒子质量相同则A粒子电量最大
在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图,是离子注入工作原理示意图,离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器,然后通过磁分析器,选择出特定比荷的离子,经偏转系统后注入处在水平面上的晶圆(硅片)。速度选择器、磁分析器和偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小均为B。方向均垂直纸向外;速度选择器和偏转系统中匀强电场的电场强度大小均为E,方向分别为竖直向上和直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R
1
和R
2
的四分之一圆弧,其两端中心位置M和N处各有一小孔;偏转系统中电场和磁场的分布区域是一棱长为L的正方体,晶圆放置在偏转系统底面处。当偏转系统不加电场和磁场时,离子恰好竖直注入到晶圆上的O点,O点也是偏转系统底面的中心。以O点为原点建立xOy坐标系,x轴垂纸面向外。整个系统于真空中,不计离子重力,经过偏转系统直接打在晶圆上的离子偏转的角度都很小。已知当
很小时,满足:
,
。
(1) 求离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出的离子的比荷;
(2) 当偏转系统仅加电场时,求离子注入到晶圆上的位置坐标(x
1
, y
1
);
(3) 当偏转系统仅加磁场时,设离子注入到晶圆上的位置坐标为(x
2
, y
2
),请利用题设条件证明:y
2
=x
1
;
(4) 当偏转系统同时加上电场和磁场时,求离子注入到品圆上的位置坐标(x
3
, y
3
),并简要说明理由。
如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管,在 K、A之间加高电压,便有阴极射线射出;C、D 间不加电圧时,光屏上O点出现亮点,当C、D之间加如图所示电压时,光屏上P 点出现亮点。
(1) 要使K 、A 之间有阴极射线射出,则 K 应接高压电源
(填“正极”或“负极”);要使光屏上P 处的亮点再回到O点,可以在C、D 间加垂直纸面
(填“向里”或“向外”)的匀强磁场;
(2) 汤姆孙换用不同材料的阴极做实验,发现不同阴极发出的射线的比荷是
的(填“相同”或“不同”)。
如图所示,静止的电子在经加速电压为
的加速电场加速后,从两极板MN的中轴线垂直进入偏转电场,然后射出。若已知两极板MN间距为d,板长为l,电子质量为m,电荷量为e,重力不计,求:
(1) 带电粒子经加速电场加速后的速度大小
;
(2) 带电粒子在偏转电场中运动的时间t;
(3) 偏转电场两个极板间所能加最大电压
。
如图所示,一个质量m=10
-6
kg,电量q=+2.0c的微粒,由静止开始出发,加速电压U
加
=10
5
V,带电微粒垂直进入偏转电场中,板长l=20cm,两板间距离d=4cm,两板间偏转电压U
偏
=4×10
3
V(不计重力),试求:
(1) 带电粒子离开偏转电场时侧移是多少;
(2) 全过程中电场力对带电粒子做功为多少;
(3) 若在偏转电场右侧距离为S=20cm 处,放一竖直荧光屏,则带电粒子打在荧光屏上的位置距中心O的距离。
如图所示,质量为
,电荷量为
的带正电微粒(重力忽略不计)。从静止开始经
电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,金属板长
,两板间距
。经过偏转电场后立即进入垂直于纸面的匀强磁场区域。求:
(1) 微粒进入偏转电场时的速度
;
(2) 若微粒射出偏转电场的偏转角度为
,两金属板间的电压
;
(3) 若该匀强磁场的宽度为
,为使微粒从磁场右边射出,匀强磁场的磁感应强度
的取值范围?
如图甲所示,垂直
轴放置的两极板
、
间存在加速电场,电势差
随时间变化的图像如图乙所示,
极板附近有一离子源,不断释放初速为零、质量为
、带电量为
的正离子,经加速电场后,从坐标原点
沿
轴正方向进入第一和第四象限中的有界匀强电场,电场分布在直线
下方,方向沿
轴正方向。已知0时刻释放的离子离开边界
时的坐标为
, 离子在加速电场中的运动时间
远小于
, 不计离子的重力和离子之间的相互作用。求:
(1) 在
时间内释放的离子通过
点时的速度大小范围;
(2) 第一和第四象限内电场的场强
大小;
(3) 在
时间内释放的离子从边界
射出后,若用平行于
轴方向的收集板全部收集,则收集板至少多长?
<<
<
1
2
3
4
5
6
7
>
>>
最近更新
下列各句中加点词语使用不正确的一句是 A.
图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平
下列词语中加点的字,读音完全相同的一组是
如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的
下列各句中没有语病的是( ) A.铺天盖地
—How much do you have in your pocket? —150 yuan, all of
16.在下面一段文字横线处补写恰当的语句,使
如图所示,在坡度一定的山坡A处测得山顶上
已知函数和函数,若存在x1,x2∈[0,1],使得f
用斜线(/)给下而画线句子断句。 太宗有
乐坛有名的水木年华组合原来的主唱之一﹣﹣
2010年全球极端天气事件频发,从俄罗斯的高
2.下列各句中,加点的词语使用恰当的一项
关于下图中①②两地气候的叙述,错误的是A
Jack is the ______- child in the family; he wants to have
《中华民国临时约法》规定:“中华民国之主
关于本初子午线的叙述,正确的是 A.东一区
近年来,青海省某县积极调整产业结构,大力
下列关于人类遗传病的叙述,错误的是 A.单
They offered ______ prices for her paintings, which made her