帶電粒子在電場中運動測試題2

1、第四講 帶電粒子在電場中的運動1帶電粒子在電場中的平衡問題baRbEbOb例1如圖所示，地面上方有勻強電場，取場中一點O為圓心在豎直面內(nèi)作半徑為R=0. 1m的圓，圓平面與電場方向平行，在O點固定電荷量Q=5104C的負(fù)點電荷，將質(zhì)量為m=3g，電荷量q=21010C的帶電小球放在圓周上的a點時，它恰好靜止。若讓帶電小球從a點緩慢移至最高點b時，外力需做多少功？2帶電粒子在電場中的直線運動+例2如圖所示，平行金屬板與水平方向成角，板間距離為d，板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電微粒，以水平初速度v0從下板左端邊緣進(jìn)入板間，結(jié)果正好沿水平直線通過從上板右端上邊緣處射出，求：（1）微粒帶電量 （2）微

2、粒離開電場時的動能。訓(xùn)練1如圖所示，已經(jīng)充電的平行板電容器的極板相距為d，在板上有個小孔，電容器固定在一絕緣底座上靜置在光滑水平面上，總質(zhì)量為M.有一質(zhì)量為m的帶正電的鉛丸對準(zhǔn)小孔水平向左運動（重力不計），鉛丸進(jìn)入電容器后，距左板最小距離為d/2，此時電容器移動的距離_.AB例3如圖所示，電荷量均為q、質(zhì)量分別為m和2m的小球A和B，中間連接質(zhì)量不計的細(xì)繩，在豎直方向的勻強電場中以速度v0勻速上升，某時刻繩斷開。求：（1）電場的場強及繩斷開后A、B兩球的加速度；（2）當(dāng)B球速度為零時，A球的速度大??；（3）自繩斷開后至B球速度為零的過程中，兩球組成系統(tǒng)的機械能的增量為多少？3帶電粒子在電場中的

3、圓周運動例4半徑R=08的光滑絕緣導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi)，加上某一方向的勻強電場時，帶電小球沿軌道內(nèi)側(cè)作圓周運動，小球動能最大的位置在A點，圓心O與A點的連線與豎直線成一角度，如圖所示在A點時小球?qū)壍赖膲毫=120N，若小球的最大動能比最小動能多32J，且小球能夠到達(dá)軌道上的任意一點(不計空氣阻力)試求：(1)小球最小動能是多少?(2)若小球在動能最小位置時突然撤去軌道，并保持其它量都不變，則小球經(jīng)004s時間后，其動能與在A點時的動能相等，小球的質(zhì)量是多少?訓(xùn)練2如圖所示，在豎直向下的勻強電場中，使一個帶負(fù)電荷的小球從斜軌道上的A點靜止滑下，若使小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時不落下來

4、，求至少應(yīng)使A點在斜軌道上的高度h為多少？設(shè)軌道是光滑而又絕緣的，小球的重力大于它所受的電場力ABCDOvP訓(xùn)練3如圖所示，同一豎直平面內(nèi)固定著兩水平絕緣細(xì)桿AB、CD，長均為L，兩桿間豎直距離為h，BD兩端以光滑絕緣的半圓形細(xì)桿相連，半圓形細(xì)桿與AB、CD在同一豎直面內(nèi)，且AB、CD恰為半圓形圓弧在B、D兩處的切線，O為AD、BC連線的交點，在O點固定一電量為Q的正點電荷質(zhì)量為m的小球P帶正電荷，電量為q，穿在細(xì)桿上，從A以一定初速度出發(fā)，沿桿滑動，最后可到達(dá)C點已知小球與兩水平桿之間動摩擦因數(shù)為，小球所受庫侖力始終小于小球重力求：(1) P在水平細(xì)桿上滑動時受摩擦力的極大值和極小值；(2)

5、 P從A點出發(fā)時初速度的最小值圖3-1-94帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)例5：相距為d的兩個平行金屬板M、N與電池組相連后，其間形成勻強電場，一帶正電粒子從M板邊緣垂直于電場方向射入，并打在N板的正中央，不計重力，現(xiàn)欲把N板遠(yuǎn)離M板平移，使原樣的粒子能射出電場，就下列兩種情況下求出N板至少移動的距離。（1） 電鍵S閉合（2） 把閉合的電鍵S斷開ABv2v訓(xùn)練4質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒（重力不計），在勻強電場中的A點時速度為v，方向與電場線垂直，到B點時速度為2v，如圖所示，已知AB兩點間的距離為d，請根據(jù)電場知識求出幾個相關(guān)的物理量。5帶電粒子在周期性變化的電場中的運動問題tU0-U0oT/2 T

6、 3T/2 2T例6如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔。右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來靜止在左極板小孔處。（不計重力作用）下列說法中正確的是A從t=0時刻釋放電子，電子將始終向右運動，直到打到右極板上B從t=0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動C從t=T/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上D從t=3T/8時刻釋放電子，電子必將打到左極板上訓(xùn)練5如圖（1）中，A和B表示在真空中相距為d的兩平行金屬板，加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強電場，圖（2）表示一周期性的交變電壓的波形，橫坐標(biāo)代表時間t，縱坐標(biāo)代表電壓U，從t=0開始，電壓為一給定

7、值U0，經(jīng)過半周期，突然變?yōu)?U0；再過半個周期，又突然變?yōu)閁0如此周期性地交替變化在t=0時，將上述交變電壓U加在A、B兩板上，使開始時A板電勢比B板高，這時在緊靠B板處有一初速為零的電子（質(zhì)量為m、電量為e）在電場作用下開始運動，要想使這個電子到達(dá)A板時具有最大的動能，則交變電壓的頻率最大不能超過多少？例6如圖所示，在真空中豎直放置帶水平小孔的兩平行金屬板A、B，兩板相距為l，有一電子（質(zhì)量為m、電量為e）從A板的小孔無初速的釋放，若兩板加上電壓為U0（B板電勢比A板高）的直流電壓時，經(jīng)時間T，電子可從兩板間的小孔飛出電場?，F(xiàn)在兩板間加上如圖所示的周期性變化的交變電壓，B板電勢高時為正，（

8、周期為T），若電子在t0時刻釋放，電子要經(jīng)過多長時間才能沿兩板間小孔飛出電場？若替T/8時，電子開始釋放，電子飛出A、B兩板小孔需要多長時間？ut例7一對長為L相距d的平行金屬板A、B板間加以交變電壓。A板接地，B板電勢u按圖示規(guī)律變化。一電子以速度v從d/2處平行于板進(jìn)入電場，若電子在t0時刻進(jìn)入沿平行板方向飛出，則交變電壓周期T和電壓值應(yīng)同時滿足何種條件？訓(xùn)練6 圖1中B為電源，電動勢，內(nèi)阻不計。固定電阻，R2為光敏電阻。C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長，兩極板的間距。S為屏，與極板垂直，到極板的距離。P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)細(xì)光束通過扇形a、b、c照射光敏電阻R2時，R2的阻值分別為1000、2000、4500。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量，電子，電子質(zhì)量。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時間及電子所受的重力。假設(shè)照在R2上的光強發(fā)生變化時R2阻值立即有相應(yīng)的改變。（1）設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動，細(xì)光束通過b照射到R2上，求電子到達(dá)屏S上時，它離O點的距離y。（計算結(jié)果保留二位有效