帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)計(jì)算題基礎(chǔ)篇

1、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)-計(jì)算題(根底篇簡單的加速、偏轉(zhuǎn)、勻速直線)1. 如下圖為一真空示波管,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計(jì)),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓Ui加速,從A板中央孔沿中央線射出,然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場),電子進(jìn)入M、N間電場時(shí)的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點(diǎn).加速電壓為Ui,M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為Li,板右端到熒光屏的距離為L2,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e.求:2. (1)電子穿過A板時(shí)的速度大小；3. (2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的側(cè)移量;4. (3)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離.2 .如下圖為兩組平行

2、板金屬板,一組豎直放置,一組水平放置,今有一質(zhì)量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn),經(jīng)電壓U.加速后通過B點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間,假設(shè)電子從兩塊水平平行板的正中間射入,且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出,A、B分別為兩塊豎直板的中點(diǎn),求：(1)電子通過B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)右側(cè)平行金屬板的長度；(3)電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動(dòng)能.3 .(2021秋？廣東校級期末)長為l的平行金屬板,板間形成勻強(qiáng)電場,一個(gè)帶電為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速W緊貼上板垂直于電場線方向射入該電場,剛好從下板邊緣射出,末速度恰與下板成30°,如下圖.求：

3、(1)粒子末速度的大小；I勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)；克一如二(3)兩板間的距離d.4 .如圖所不,離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m,電荷量為+q的離子,從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后,以初速度再從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入一勻強(qiáng)電場區(qū)域,abcd所圍成的正方形區(qū)域是該勻強(qiáng)電場的邊界,正方形的邊長為L,勻強(qiáng)電場的方向與ad邊平行且由a指向d.(1)求加速電壓U.；(2)假設(shè)離子恰從c點(diǎn)飛離電場,求ac兩點(diǎn)間的電勢差Uac；(3)假設(shè)離子從abcd邊界上某點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能為求此時(shí)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E.5 .如下圖為說明示波器工作原理的示意圖,兩平行板間的距離為d、板長為l電子經(jīng)電壓為Ui的電場加速后從兩平行板間的中央處

4、垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e.(1)求經(jīng)電場加速后電子速度v的大?。粌善叫邪彘g的電壓U2應(yīng)是多少電子動(dòng)能多(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大,大6、如下圖,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=9cm,板長為L=30cm,接在直流電源上,有一帶電液滴以M=s的初速度從板間的正中央水平射入,恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P處時(shí)迅速將下板向上提起cm,液滴剛好從金屬板末端飛出,g取10m/s2.求:11(1)將下板向上提起后,液滴的加速度；(2)液滴從射入電場開始計(jì)時(shí),勻速運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間.O1«7、如下圖,質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從距地面高度h處以一定的初

5、速度V0水平拋出,在距拋出點(diǎn)水平距離為L處,有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管,管的上口距地面為n,為使小球無碰撞地通過管子,可在管子上方整個(gè)區(qū)域內(nèi)加一場強(qiáng)方向向左的勻強(qiáng)2電場.求：(1)小球的初速度V.；(2)電場強(qiáng)度E的大小.8 .如下圖,長l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,繩與豎直方向的夾角0=37°.小球所帶電荷量q=X10-6?C,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=x103?N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin?37=,cos?37=.求：(1)小球所受電場力F的大小.(2)小球的質(zhì)量m.(3)將電場撤去,小球回到最低點(diǎn)時(shí)

6、速度v的大小.(4)在最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力為多少.9 .如下圖,水平放置的平行板電容器,原來兩板不帶電,上極板接地,它的極板長L=,兩板間距離d=,有一束由相同微粒組成的帶電粒子流以相同的初速度從兩板中央平行于極板射入,由于重力作用粒子能落到下極板上.粒子質(zhì)量m=x10"g,電荷量q=xi0-8C,電容器電容C=x10-6F,假設(shè)第一個(gè)粒子剛好落到下極板中點(diǎn).處,取g=10m/s2.求：10 .(1)那么帶電粒子入射初速度的大小;11 .(2)兩板間電場強(qiáng)度為多大時(shí),帶電粒子能剛好落在下極板右邊緣B點(diǎn);12.(3)落到下極板上帶電粒子總的個(gè)數(shù).13. .如下圖,兩平行金屬板A、B長為L

7、=8cm,兩板間距為d=8cm,A板比B板電勢高300v,一帶正電的粒子電荷量為q=x10-10C,質(zhì)量為m=x10-20kg,沿電場中線RO垂直電場線飛入電場,初速度Vo=X106m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過截面MN,PS間的無電場區(qū)域,然后進(jìn)入固定在.點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響)兩界面MN、PS相距為12cm,D是中央線RO與界面PS的交點(diǎn),O點(diǎn)在中央線上,距離界面PS為9cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后垂直打在放置于中央線上的熒光屏bc上.(靜電常數(shù)k=x109N?m2/C2,粒子重力不計(jì))14. .15. (1)求粒子穿過界面MN時(shí)

8、偏離中央線RO的距離為多遠(yuǎn)；到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)為多遠(yuǎn)；16. (2)在圖上粗略畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；17. (3)確定點(diǎn)電荷Q的電性并求電荷量的大小.11、半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電荷的珠子,3空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,如圖所本.珠子所受靜電力是重力的e倍.將珠子從環(huán)上4的最低點(diǎn)A靜止釋放(重力加速度為g),那么：12、(1)珠子所能獲得的最大動(dòng)能是多少?13、(2)珠子對環(huán)的最大壓力是多少12.如下圖,虛線MN左側(cè)有一場強(qiáng)為E1=E的勻強(qiáng)電場,在兩條平行的選項(xiàng)MN和PQ之間存在著寬為L、電場強(qiáng)度為E2=2E的勻強(qiáng)電場,在虛線PQ右側(cè)相距為L處有一與電

9、場E2平行的屏.現(xiàn)將一電子(電荷量為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力)無初速度地放入電場E1?中的A點(diǎn),A點(diǎn)到MN的距離為L,最后電子打在右側(cè)的屏上,AO連線與屏垂直,垂足為O,2求：(1)電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間t;AO連線夾角0的正切值tan0;(2)電子剛射出電場巳時(shí)的速度方向與(3)電子打到屏上的點(diǎn)P'(圖中未標(biāo)出)點(diǎn)O的距離x.12. 如下圖,虛線PQ、MN間存在水平勻強(qiáng)電場,一帶電粒子質(zhì)量為m=x10-11kg、電荷量為q=+x105C,從a點(diǎn)由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后,垂直于勻強(qiáng)電場進(jìn)入勻強(qiáng)電場中,從虛線MN的某點(diǎn)b(圖中未畫出)離開勻強(qiáng)電場時(shí)速度與電場方向成30°角.已知PQ、MN間距為20cm,帶電粒子的重力忽略不計(jì).求：13. .(1)帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的速率vi14. (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小M不F*E15. (3)ab兩點(diǎn)間的電勢差.,01二一口16. .如下圖,一群速率不同的一價(jià)離子從A.B兩平行極板正中央水平射入偏轉(zhuǎn)電場,離子的初