电荷在交变电场中的运动 知识点题库

如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图所示,电子原来静止在左极板小孔处,(不计重力作用)下列说法中正确的是(   )

A . 从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上 B . 从t=0时刻释放电子,电子可能在两极板间振动 C . 从t=T/4时刻释放电子,电子必将在两极板间振动 D . 从t=3T/8时刻释放电子,电子必将从左极板上的小孔中穿出

如图所示,在两极板中间有一静止的电子,在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力,t=0时,M板电势为正,板间距离足够长)   (  )

A . 一直向M板运动 B . 一直向N板运动 C . 先向M板运动,再一直向N板运动 D . 在M、N间做周期性的来回运动

一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左,不计空气阻力,则小球(  )

A . 做直线运动 B . 做曲线运动 C . 速率先减小后增大 D . 速率先增大后减小
如图1所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大.电场强度的变化如图2所示,取x轴正方向为电场正方向.现有一个带负电的粒子,粒子的比荷 =1×102C/kg为,在t=0时刻以速度Vo=50m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力.求:

  1. (1) 粒子通过电场区域的时间;

  2. (2) 粒子离开电场时的位置坐标;

  3. (3) 粒子离开电场区域时的速度大小和方向.

真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO′射入.M、N板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P(足够大)的距离为S.M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示.调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板M、N间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T.已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力.

  1. (1) 求加速电场的电压U1

  2. (2) 欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,求图乙中电压U2的范围;

  3. (3) 证明在(2)问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无关.

如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上建立xOy坐标系,平面处在周期性变化的电场和磁场中,电场和磁场的变化规律如图乙所示(规定沿+y方向为电场强度的正方向,竖直向下为磁感应强度的正方向).在t=0时刻,一个质量为10g、电荷量为0.1C且不计重力的带电金属小球自坐标原点O处,以v0=2m/s的速度沿x轴正方向射出.已知E0=0.2N/C、B0=0.2πT.求:

  1. (1) t=1s末时,小球速度的大小和方向;

  2. (2) 在1s~2s这段时间内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期;

  3. (3) 在3s~4s这段时间内,金属小球运动至离x轴最远点的位置坐标.

A、B两导体板平行放置,在t=0时将电子从A板附近由静止释放.则在A、B两板间加上下列哪些电压时,可以使电子到达B板(   )

A . B . C . D .

如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在AB两点的加速度大小分别为aAaB , 电势能分别为EpAEpB。下列说法正确的是

A . 电子一定从AB运动 B . aA>aB , 则Q靠近M端且为正电荷 C . 无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpB D . B点电势可能高于A点电势
图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个“D”形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是(   )

A . 在Ek﹣t图中应有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1 B . 高频电源的变化周期应该等于tn﹣tn﹣2 C . 要使粒子获得的最大动能增大,可以增大电源电压 D . 在磁感应强度B,“D”形盒半径、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下,粒子的加速次数越多,粒子的最大动能一定越大
如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L,两板上加有恒定电压后,板间可视为匀强电场.在t=0时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场.若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计).求:

  1. (1) 两板上所加交变电压的频率应满足的条件.
  2. (2) 该交变电压U0的取值范围.
示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况,其核心部件是示波管.若在荧光屏上出现如图所示的正弦式交变电流波形,则在水平偏转电极XX′、竖直偏转电极YY′上所加的电压波形是(   )

A . XX′加图1波形电压、YY′加图2波形电压 B . XX′加图2波形电压、YY′加图1波形电压 C . XX′加图3波形电压、YY′加图1波形电压 D . XX′加图4波形电压、YY′加图1波形电压
两块水平平行放置的导体板如图 所示,大量电子(质量m、电量e)由静止开始,经电压为 的电场加速后,连续不断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 ;当在两板间加如图2所示的周期为 ,幅值恒为 的周期性电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过.问:

  1. (1) 这些电子通过两板之间后,侧向位移的最大值和最小值分别是多少?
  2. (2) 侧向位移分别为最大值和最小值的情况下,电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少?
如图所示,两平行金属板分别加上如下列选项中的电压,能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的U-t图象应是(设两板距离足够大)(    )

A . B .     C . D .
图a为平行正对的金属板M、N,M板上有一个小孔,在M、N两板上加有如图b所示的周期性变化的电压。现有一质量为m、重力不计的、带正电量为q的粒子,在t=T/8时刻从小孔进入两板间(粒子刚进入时的速度很小,可认为等于0)。求:

图片_x0020_100021

  1. (1) 两板间的距离d 满足什么条件,粒子到达N板时速度最大?最大速度是多少?
  2. (2) 设周期为0.8秒,若两板间的距离等于粒子进入电场后在第一个0.8秒时间内运动时所通过位移的2倍,则粒子从M板运动到N板的时间为多少?
如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是(    )

图片_x0020_9

A . 从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上 B . 从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动 C . 从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上 D . 从t=3T/8时刻释放电子,电子必将打到左极板上
在平行板间加上如图所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t= 时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,下列选项图中,能定性描述粒子运动的速度图像的是(   )

图片_x0020_100001

A . 图片_x0020_100002 B . 图片_x0020_100003 C . 图片_x0020_100004 D . 图片_x0020_100005
如图甲所示,在 之间有沿着 轴方向的匀强电场, 为电场区域的上边界,在 轴方向范围足够大,电场强度的变化如图乙所示,取 轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子,粒子的比荷 ,在 时刻以速度 点沿 轴正方向进入电场区域,不计粒子重力作用。求:

图片_x0020_1725475210 甲   图片_x0020_1853204567

  1. (1) 粒子通过电场区域的时间;
  2. (2) 粒子离开电场的位置坐标;
  3. (3) 粒子通过电场区域后沿 轴方向的速度大小。
在xOy坐标中,有随时间周期性变化的电场和磁场(磁场持续t1后消失;紧接着电场出现,持续t2时间后消失,接着磁场......如此反复),如图所示,磁感应强度方向垂直纸面向里,电场强度方向沿y轴向下,有一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=0时刻,以初速v0从0点沿x轴正方向出发,在t1时刻第一次到达y轴上的M (0,L)点,t1+t2时刻第一次回到x轴上的 N(-2L,0)点,不计粒子重力,t1、t2均未知。求:

图片_x0020_100024

  1. (1) 磁感应强度B和电场强度E的大小;
  2. (2) 粒子从0点出发到第二次回到x轴所用的时间;
  3. (3) 粒子第n次回到x轴的坐标。
如图甲所示,质量为m、电荷量为e的电子经加速电压U1 , 加速后,在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场.已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),两极板间距为d,O1O2为两极板的中线,P是足够大的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离也为L.求:

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  1. (1) 粒子进入偏转电场的速度v的大小;
  2. (2) 若偏转电场两板间加恒定电压,电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点,A点与极板M在同一水平线上,求偏转电场所加电压U2
  3. (3) 若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使电子经加速电场后t=0时刻进入偏转电场后水平击中A点,试确定偏转电场电压U0以及周期T分别应该满足的条件.
如图甲所示,长为L的金属板A、B水平正对固定,两板间距离为d,为两板间空间的中轴线,A、B板上加如图乙所示的电压。质量为m、带电荷量为+q的粒子持续从O点沿以相同速度射入两板之间,粒子均能穿过极板空间且在极板间运动时间均为T。不计粒子重力以及粒子间相互作用力。

  1. (1) 求粒子进入极板时的速度;
  2. (2) 求时进入两板间的粒子射出极板时到的距离;
  3. (3) 其它条件不变,仅改变电压U0的大小,要确保粒子能穿过极板,求U0的最大值。