帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)計(jì)算題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)計(jì)算題1、如圖所示，A、B是豎直放置的中心帶有小孔的平行金屬板，兩板間的電壓為U1=100V，C、D是水平放置的平行金屬板，板間距離為d=0.2m，板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1m，P是C板的中點(diǎn)，A、B兩板小孔連線的延長(zhǎng)線與C、D兩板的距離相等，將一個(gè)負(fù)離子從板的小孔處由靜止釋放，求：（1）為了使負(fù)離子能打在P點(diǎn)，C、D兩板間的電壓應(yīng)為多少？哪板電勢(shì)高？（2）如果C、D兩板間所加的電壓為4V，則負(fù)離子還能打在板上嗎？若不能打在板上，它離開電場(chǎng)時(shí)發(fā)生的側(cè)移為多少？2、（14分） 如圖所示，在長(zhǎng)為2L、寬為L(zhǎng)的ABCD區(qū)域內(nèi)有一半的空間存在場(chǎng)強(qiáng)為E、方向平行于B

2、C邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為e的電子，以平行于AB邊的速度v0從區(qū)域的左上角A點(diǎn)射入該區(qū)域，不計(jì)電子所受的重力，則：       （1）當(dāng)無電場(chǎng)的區(qū)域位于左側(cè)時(shí)（如圖甲），求電子射出ABCD區(qū)域時(shí)的動(dòng)能；       （2）當(dāng)無電場(chǎng)區(qū)域的左邊界距AD的距離為x時(shí)（如圖乙），要使這個(gè)電子能從區(qū)域的右下角的C點(diǎn)射出，電子的初速度v0應(yīng)滿足什么條件。3、（8分）一電子經(jīng)過電壓U0的加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間，若電子從兩板正中央垂直射入偏轉(zhuǎn)電

3、場(chǎng)，且剛好能穿出電場(chǎng),則平行金屬板多長(zhǎng)? 4、（10分）如圖所示，質(zhì)量為0.2Kg的物體帶電量為+4×10-4C，從半   徑為1.0m的光滑的1/4圓弧的絕緣滑軌上端靜止下滑到底端，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)。物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103N/C水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，求(1)物體滑到A點(diǎn)時(shí)的速度(2)物體在水平面上滑行的最大距離5、如圖819，一個(gè)電子以速度v0=6.0×106m/s和仰角=45°從帶電平行板電容器的下板邊緣向上板飛行。兩板間場(chǎng)強(qiáng)E= 2.0×104V/m，方向自下向上。若板間距離d=2.0&

4、#215;10-2m，板長(zhǎng)L=10cm，問此電子能否從下板射至上板？它將擊中極板的什么地方？ 6、如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R = 0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E =1.0×104N/C。現(xiàn)有一質(zhì)量m = 0.10kg的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離s = 1.0m的位置，由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷q = 8.0×105C，取10g=10m/s，求：  （1）帶電體在水

5、平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大?。唬?）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大??；（3）帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。7、圖（甲）中平行板電容器，兩板所加電壓如圖（乙）所示。時(shí)刻，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以平行于極板的速度從電容器左側(cè)中央射入電容器，2.5T時(shí)恰好落在下極板上，帶電粒子的重力不計(jì)，在這一過程中，求：（1）該粒子的水平位移；（2）平行板電容器兩板間的距離d。8、如圖所示，有一電子(電量為e)經(jīng)電壓U0加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入，且正好能穿過電場(chǎng)求：(1)&#

6、160; 金屬板AB的長(zhǎng)度；(2)  電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能9、如圖所示，電子以的速度沿與電場(chǎng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，并且從另一端B點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成120º角的方向飛出，設(shè)電子的電量為e，質(zhì)量為m，求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB是多少？（不計(jì)電子的重力）10、如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣的光滑離心軌道，一個(gè)帶負(fù)電的小球從斜軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，已知小球的質(zhì)量為，電量為，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，斜軌道的傾角為（小球的重力大于所受的電場(chǎng)力）。（1）求小球沿斜軌道下滑的加速度的大小；（2）若使小球通過圓軌道頂端的B點(diǎn)時(shí)不落下來，求A點(diǎn)距水平地面的高度h

7、至少應(yīng)為多大？（3）若小球從斜軌道h=5R 處由靜止釋放。假設(shè)其能夠通過B點(diǎn)，求在此過程中小球機(jī)械能的改變量。11、如圖所示，一傾角為30°的光滑斜面，處于一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電荷量為，質(zhì)量為m的小物塊恰好靜止在斜面上。若電場(chǎng)強(qiáng)度突然減小為原來的，求物塊沿斜面下滑L的動(dòng)能。參考答案一、計(jì)算題1、解：（1）設(shè)負(fù)離子的質(zhì)量為m，電量為q，從B板小孔飛出的速度為v0，由動(dòng)能定理  U1q = mv02   - x = v0t              &#

8、160;  - y = at2       - a =        - y =     - 負(fù)離子打在P點(diǎn)，x=，y = ，可得U2= 32V， 且C板電勢(shì)高            - 2、       【解析】（1）電子先做勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子恰

9、好從C點(diǎn)射出電場(chǎng)。電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度a設(shè)電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則有Lv0tLat2解得：v0當(dāng)v0時(shí)，電子從電場(chǎng)的下邊界射出電場(chǎng)射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能 EkmveELv0>時(shí)，電子從電場(chǎng)的右邊界射出電場(chǎng)射出電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的位移 yat2射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能 EkmveEymv（2）電子先做類平拋運(yùn)動(dòng)，接著做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后做類斜下拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)電子整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則有2Lv0t1La（）2a··解得：v03、設(shè)電子經(jīng)過電壓加速后速度為vU0e= mv2V=電子從兩板正中央垂直射入電場(chǎng)，且剛好能穿出電場(chǎng),則有: = a   

10、      a=t=平行金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)則:L=vt= =4、（1）由動(dòng)能定理  得5分（2）又由動(dòng)能定理得L=1.33m  5分5、【正確解答】應(yīng)先計(jì)算y方向的實(shí)際最大位移，再與d進(jìn)行比較判斷。由于ymd，所以電子不能射至上板。6、解：（1）設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有qE = ma解得m/s2設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為vB，則解得m/s（2）設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律有解得N根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)圓弧軌道B端的壓力大小N（3）因電場(chǎng)力做功與路徑無

11、關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力所做的功J設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為W摩，對(duì)此過程根據(jù)動(dòng)能定理有解得 W摩 =0.72J7、解：（1）帶電粒子在水平方向不受外力作用而做勻速運(yùn)動(dòng)，因此水平位移為：     （2）帶電粒子在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如右vyt圖所示，故有：                       

12、      又       聯(lián)立得：8、解qu0=1/2Mv02L=V0ta=Uq/dmy=1/2d=1/2at2L=EKt=EK0+W=1/2Mv02+Eed/2=eu0+ue/2=e(U+2U0)/29、10、解：（1）根據(jù)牛頓第二定律：（2）若小球剛好通過B點(diǎn)不下落，據(jù)牛頓第二定律              小球由A到B，據(jù)動(dòng)能定理：

13、0; 式聯(lián)立，得  （3）小球從靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，機(jī)械能的變化量為E電由  E機(jī) = W電      W電 =3REq得  E機(jī) =3REq11、解：小物塊靜止在斜面上時(shí)當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來的，物塊下滑距離為L(zhǎng)時(shí)，由動(dòng)能定理得由得： enjoy the trust of 得到.的信任    have / put trust in 信任   in trust 受托的，代為保管的take .on trust對(duì).不加考察信以為真  trust on 信賴   give a new turn to    對(duì)予以新的看法 turn around / round 轉(zhuǎn)身，轉(zhuǎn)過來，改變意見turn&#