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文檔簡介
1、.帶電粒子在電場中的運動一、選擇題:1、如下圖,一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過一勻強(qiáng)電場,a、b、c、d均為勻強(qiáng)電場中的等勢面,且,假設(shè)不計粒子所受重力,那么 A、粒子一定帶負(fù)電 B、粒子的運動軌跡是拋物線C、從A點到B點粒子的電勢能增加 D、粒子的動能和電勢能之和在運動過程中保持不變2、質(zhì)量為m,帶電量為Q的帶電微粒從A點以豎直向上的速度射入電場強(qiáng)度為E的沿程度方向的勻強(qiáng)電場中,如下圖,當(dāng)微粒運動到B點時速度方向變?yōu)槌潭确较?,大小仍為,微粒受到的電場力和重力大小相等,以下說法中正確的選項是 A、微粒在電場中做勻變速運動 B、A、B兩點間電勢差是C、由A點到B點微粒的動能沒有變化 D、從A點到
2、B點合力對微粒做功為零3、質(zhì)子和氘核垂直射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中,它們從電場中射出時偏離的間隔 相等,由此可知射入電場時 A、質(zhì)子的動能是氘核動能的2倍 B、質(zhì)子的動能與氘核動能相等C、質(zhì)子的速度是氘核速度的2倍 D、質(zhì)子的動量是氘核動量的2倍4、如下圖,有一帶電粒子貼著A板內(nèi)側(cè)沿程度方向射入A、B兩板間的勻強(qiáng)電場,當(dāng)A、B兩板間電壓為U1時,帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出;當(dāng)A、B兩板間電壓為U2時,帶電粒子沿軌跡落到B板中間。設(shè)粒子兩次射入電場的程度速度之比為21,那么兩次電壓之比為 A、U1U211 B、U1U212 C、U1U214 D、U1U218二、填空題:1、如下圖,一個電
3、子以的速度沿與電場垂直的方向由A點飛進(jìn)勻強(qiáng)電場,并且從另一端B點沿與場強(qiáng)方向成角飛出,那么A、B兩點間的電勢差為_V.2、在一個負(fù)點電荷形成的電場中,將一個電子從靜止開場釋放,那么這個電子的速度變化情況是_,它的加速度變化的情況是_.三、計算題:1、質(zhì)量是5×10-6Kg 的帶電粒子以2m/s的速度從程度放置的平行金屬板A、B中央沿程度方向飛入板間,板長L10cm,兩板間距d2cm,當(dāng)UAB為1000V時,帶電粒子恰好沿直線穿過板間,那么該粒子帶正電還是帶負(fù)電,電荷量為多少?當(dāng)AB間電壓多大時,此帶電粒子恰能從B右邊飛出。g=10m/s22、如下圖,程度放置的A、B兩平行板相距h,上
4、板A帶正電、現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球在B板下方間隔 為H處,以初速度v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場,欲使小球剛好打到A板,A、B間電勢差UAB應(yīng)為多大?3、如下圖,一電子經(jīng)電壓加速后進(jìn)入兩塊程度放置、間距為d、電壓為U的平行金屬板間,假設(shè)電子從兩板正中央程度射入,且剛好穿出電場.求:1金屬板A、B的長度;2電子穿出電場時的動能.4、如下圖電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計,滑動變阻器可調(diào)取值為02R0,定值電阻阻值為R0,C為平行板電容器,極板長度為,極板間距為,極板的右側(cè)距極板L處有一熒光屏?,F(xiàn)讓一束質(zhì)量為m,電荷量為qq>0的粒子不計粒子的重力和粒子之間的作用力以速度平行于
5、極板沿中線進(jìn)入電容器,現(xiàn)改變滑動變阻器阻值,并設(shè)所有帶電粒子總是能從右側(cè)穿出,試求帶電粒子在熒光屏上打擊范圍的豎直寬度多大?5、如下圖,邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場.電量為q動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進(jìn)入電場,不計重力.(1) 假設(shè)粒子從c點分開電場,求電場強(qiáng)度的大小和粒子分開電場時的動能;(2) 假設(shè)粒子分開電場時的動能為Ek,那么電場強(qiáng)度為多大?d c E a b【答案與解析】一、選擇題:1、ABD解析:因為各等勢面是彼此平行的平面,電場線垂直于等勢面并且指向電勢降低的方向,所以該電場是勻強(qiáng)電場且場強(qiáng)的方向豎直向下,帶電粒子在該場中受到 的電場力是恒力,又因為初速
6、度的方向垂直于電場線的方向,所以帶電粒子的運動是類平拋運動,軌跡是拋物線且是勻加速曲線運動.由能量守恒定律知道粒子的動能增加,電勢能減小,選項BD正確,選項C錯誤;因為電場強(qiáng)度的方向是向下的而電場力的方向是向上的,所以該粒子帶負(fù)電,選項A正確.2、ABCD解析:帶電微粒受到恒定的電場力和重力作用其合力也一定是恒力,所以微粒在復(fù)合場中做勻變速運動,選項A正確;這一過程微粒的動能沒有發(fā)生變化,由動能定理知,合力對微粒做的功為零,即h為A到B的豎直高度,d為沿電場線運動的間隔 ,所以選項CD正確;對微粒在豎直方向有:,所以,選項B正確.3、B解析:帶電粒子以初速度v0垂直于電場的方向射入勻強(qiáng)電場,設(shè)
7、平行板的長度是L,板間間隔 是d,偏轉(zhuǎn)電壓是U,那么 偏轉(zhuǎn)間隔 解得:,由此可見,它們從電場中射出時偏離的間隔 相等時,入射的初動能一定相等,選項B正確.4、B解析:帶點粒子在電場中做類平拋運動,將合運動沿著平行平板和垂直平行平板方向正交分解,有:,聯(lián)立解得。根據(jù)題意知:初速度之比為2:1,程度位移x之比為2:1,豎直位移y之比1:2,代入上式解得:二、填空題:1、135V解析:電子在電場中做類平拋運動,垂直于電場線的方向做勻速運動,到達(dá)B點時的速度,對電子應(yīng)用動能定理得,代入數(shù)值解得UAB=135V2、越來越大 越來越小解析:電子在庫侖斥力的作用下由靜止開場做加速運動,不斷遠(yuǎn)離負(fù)點電荷,因為
8、它們之間間隔 的不斷變大,庫侖力不斷減小,加速度也不斷減小.三、計算題:1、解析:由粒子運動可知,其所受電場力方向向上,故帶負(fù)電。:,解得:設(shè)當(dāng)時,電場力小于重力且粒子從B板邊緣飛出,即為:代入數(shù)據(jù)解得:2、解析:法一:小球運動分兩個過程,在B板下方時僅受重力作用,做豎直上拋運動;進(jìn)入電場后受向下的電場力和重力作用,做勻減速直線運動.小球運動到B板時速度為vB.對第一個運動過程:對第二個運動過程:加速度為按題意,h為減速運動的最大位移,故有,整理得 聯(lián)立兩式解得 由平行板電容器內(nèi)部勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系,易知,故有 法二:對小球的整個運動過程由動能定理得解得:3、 1 2解析:1對電子的加速過程運用動能定理:電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在平行于金屬板的方向上勻速運動:在垂直于金屬板點的方向上,做勻加速運動: 電子的加速度聯(lián)立解得金屬板A、B的長度2對電子運動的全過程運用動能定理得:即電子剛好穿出金屬板時的動能是4、解析:當(dāng)滑動變阻器接入電阻為零時,帶電粒子垂直打在右側(cè)O點,偏距為零 當(dāng)滑動變阻器接入電阻為時,電容器兩板間電壓最高,偏距為最大 由題意有: 由以上四式得
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