帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)

§8帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（1）1、如圖，E發(fā)射的電子初速度為零，兩電源的電壓分別為45V、30V，A、B兩板上有小孔Oa、Ob，則電子經(jīng)過Oa、Ob孔以及到達(dá)C板時(shí)的動(dòng)能分別是：EKA=，EKB=，EKC=.2、如圖，A、B為水平放置的平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連。兩板的中央各有小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止開始自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路徑返回。若保持兩極板間電壓不變，則A、若把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回B、若把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C、若把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回D、若把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落【基礎(chǔ)練習(xí)】一、選擇題：1、某電場的一條電場線如圖所示，在正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中：（）A、電場力對(duì)電荷做正功B、電場力對(duì)電荷不做功C、電荷克服電場力做功D、電勢能增加2、下列帶電粒子均從靜止開始在電場力作用下做加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過相同的電勢差U后,哪個(gè)粒子獲得的速度最大：（）A、質(zhì)子HB、氘核HC、粒子HeD、鈉離子Na+3、如圖所示P和Q為兩平行金屬板，板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率，下列說法正確的是：（）A、兩板間距離越大，加速時(shí)間越長，獲得的速率就越大B、兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C、與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D、以上說法都不正確4、真空中水平放置的兩金屬板相距為d，兩板電壓是可以調(diào)節(jié)的，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子，從負(fù)極板中央以速度vo垂直極板射入電場，當(dāng)板間電壓為U時(shí)，粒子經(jīng)d/4的距離就要返回，若要使粒子經(jīng)d/2才，返回，可采用的方法是（）A、vo增大1倍B、使板間電壓U減半C、vo和U同時(shí)減半D、初速增為2vo,同時(shí)使板間距離增加d/2：5、如圖所示，電量和質(zhì)量都相同的帶正電粒子以不同的初速度通過A、B兩板間的加速電場后飛出，不計(jì)重力的作用，則：（）A、它們通過加速電場所需的時(shí)間相等B、它們通過加速電場過程中動(dòng)能的增量相等C、它們通過加速電場過程中動(dòng)量的增量相等D、它們通過加速電場過程中電勢能的減少量相等6、如圖所示在一勻強(qiáng)電場中，有兩個(gè)平行的電勢不同的等勢面A和C，在它們的正中間放入一個(gè)金屬網(wǎng)B，B接地。現(xiàn)有一正電荷只在電場力的作用下垂直于等勢面方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A時(shí)動(dòng)能為20J，穿過B到達(dá)C時(shí)動(dòng)能減為零，那么在該正電荷運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)它的電勢能為5J時(shí)，它的動(dòng)能為：（）A、20JB、15JC、10JD、5J二、填空題：7、如圖所示，水平安放的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量m，帶電量為+q的小球，在B板下方距離H處，以初速v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場，欲使小球剛好能到A板，則A、B間電勢差UAB=。8、質(zhì)子H和粒子He在勻強(qiáng)電場中由靜止開始加速，通過相同位移時(shí)，它們的動(dòng)能比為，所用時(shí)間比為。9、一個(gè)電子以3.2×106m/s的初速度沿電場線方向射入勻強(qiáng)電場，在電場中飛行了9.1×10-7s后開始返回，則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為，電子在勻強(qiáng)電場中從進(jìn)入到返回原處所通過的路程為三、計(jì)算題：10、一初速度為零的帶電粒子經(jīng)電壓為U=4.0×103V的勻強(qiáng)電場加速后，獲得5.0×103m/s的速度，粒子通過加速電場的時(shí)間t=1.0×10-411、圖表示一周期為T0的交變電場的波形，縱坐標(biāo)代表場強(qiáng)。從t=0開始，電場按圖示的情形周期性變化。今有質(zhì)量為m、電量為e、初速為零的電子，在電場力作用下從t=0開始運(yùn)動(dòng)，求：⑴電子在2T0內(nèi)的位移⑵何時(shí)電子動(dòng)能最大？最大值是多少？12、如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距為d，電容為C，開始時(shí)兩極板均不帶電，A板接地且中央有一小孔，現(xiàn)將帶電液一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速地滴下，設(shè)每滴液滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，落到B板后把電荷全部傳給B板。⑴第幾滴液滴將在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)？⑵能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過多少滴？【能力提升】1、如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，A、B兩小孔正好相對(duì)，兩板間電壓為500V，能量為400eV的電子，從A孔沿垂直于板面方向射入電場，經(jīng)過一段時(shí)間，電子將離開電場，電子離開電場時(shí)的能量為（）A、900eVB、500eVC、400eVD、100eV2、如圖所示，平行板電容器兩極板間的電場可看做是勻強(qiáng)電場，兩板水平放置，板間相距為d，一帶負(fù)電粒子從上板邊緣射入，沿直線從下板邊緣射出，粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，下列說法中正確的是（）A、粒子的加速度為零B、粒子的電勢能減少3mgdC、兩板間的電勢差為mgd/qD、M板比N板電勢高3、如圖，水平放置的兩平行金屬板，板長L=1.0m,板間距d=0.06m，上板帶正電，下板帶負(fù)電，兩板間有一質(zhì)量m=0.1g，帶電量q=-4×10-7C的微粒沿水平方向從兩極板的中央以vo=10m/s的初速度射入勻強(qiáng)電場，要使帶電微粒能穿出極板，兩電極間的電壓值的范圍是。4、如圖，一絕緣木板放在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小物體沿木板上表面以某一速度從A端沿水平方向滑入，木板周圍空間存在足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)電場。已知小物體與木板之間有摩擦，物體滑到木板B端恰好相對(duì)靜止，若將勻強(qiáng)電場的方向改為豎直向上，大小不變，且小物體仍以原來的初速度從A端滑入，結(jié)果小物體運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)相對(duì)木板靜止，求：1、物體所帶電荷的性質(zhì)2、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小?！?帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（2）1、如圖所示,在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,一絕緣輕細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一帶正電的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。小球的帶電量為q，質(zhì)量為m，絕緣細(xì)線長為L，電場的場強(qiáng)為E，若帶電小球恰好能通過最高點(diǎn)A，則在A點(diǎn)時(shí)小球的速率v1為多大？小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速率v2為多大？運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力為多大？2、如圖所示，相距為d的兩塊平行金屬板M、N與直流電源相連。一帶電粒子（重力不計(jì)）垂直于電場方向從M板邊緣射入電場，恰好打在N板的中央。為了能使粒子從N板邊緣飛出電場，可將N板平移一段距離。⑴若開關(guān)S始終閉合，則這個(gè)距離應(yīng)為多大？⑵若在開關(guān)S斷開后再移動(dòng)N板，這個(gè)距離又應(yīng)為多大？3、如圖，真空中有一勻強(qiáng)電場，方向沿Ox正方向，若質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒從O點(diǎn)以初速v0沿Oy方向進(jìn)入電場，經(jīng)Δt時(shí)間到達(dá)A點(diǎn)，此時(shí)速度大小也是vo，方向沿Ox軸正方向，如圖所示。求：1、從O點(diǎn)到A點(diǎn)的時(shí)間Δt。2、該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E及OA連線與Ox軸的夾角θ。3、若設(shè)O點(diǎn)電勢為零，則A點(diǎn)電勢多大?！净A(chǔ)練習(xí)】一、選擇題：1、電子以初速度v0沿垂直場強(qiáng)方向射入兩平行金屬板中間的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)增大兩板間的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電子穿越平行板所需要的時(shí)間：（）A、隨電壓的增大而減小B、隨電壓的增大而增大C、加大兩板間距離，時(shí)間將減小D、與電壓及兩板間距離均無關(guān)2、帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)（除電場力外不計(jì)其它力的作用）：（）A、電勢能增加，動(dòng)能增加B、電勢能減小，動(dòng)能增加C、電勢能和動(dòng)能都不變D、上述結(jié)論都不正確3、如圖所示，一帶電粒子沿與電場線垂直的方向從電場中央進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場，已知粒子的帶電量為q，兩板間的電勢差為U，則粒子運(yùn)動(dòng)過程中（）A、若粒子從電場中射出，則粒子動(dòng)能增加了qUB、若粒子從電場中射出，則電場力一定對(duì)粒子做了qU/2的功C、若粒子打在極板上，則電場力一定對(duì)粒子做了qU/2的功D、若粒子打在極板上，則粒子的動(dòng)能一定增加了qU4、一靜止電子開始經(jīng)電壓為U1的加速電場加速后，又垂直于電場線進(jìn)入電壓為U2的兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)沿電場線方向偏移量為y，要使y增大，則應(yīng)：（）A、U1、U2都增大B、U1、U2都減小C、U1減小、U2增大D、U1增大、U2減小5、一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從兩帶電平行板的正中間沿與勻強(qiáng)電場垂直的方向射入，如圖所示，不計(jì)粒子所受的重力，當(dāng)粒子的入射速度為v時(shí)，它恰好穿過這一電場區(qū)域而不碰到金屬板上，現(xiàn)欲使質(zhì)量為m、入射速度為v/2的粒子也恰好穿過這一電場區(qū)域而不碰到金屬板，在以下僅改變某一物理量的方案中，可行的是：（）A、使粒子的帶電量減少為原來的1/4B、使兩板間所接電源的電壓減小到原來的一半C、使兩板間距離增加到原來的2倍D、使兩極板的長度減小為原來的一半6、如圖所示，C、D兩帶電平行金屬板間的電壓為U，A、B也為一對(duì)豎直放置的帶電平行金屬板，B板上有一小孔，小孔在C、D兩板間的中心線上。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從D 板邊緣的O點(diǎn)以速度vo斜向射入C、D板間，穿過B板的小孔運(yùn)動(dòng)到緊靠A板的P點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，則A、B兩板間的電壓為（）A、B、C、D、二、填空題：7、粒子和質(zhì)子以相同速度垂直于電場線進(jìn)入兩平行板間勻強(qiáng)電場中，設(shè)都能飛出電場，則它們離開勻強(qiáng)電場時(shí)，側(cè)向位移之比y:yH=，動(dòng)能增量之比=。8、如圖所示，水平平行金屬板A、B間距為d，帶電質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，電荷量為q，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率v從兩極板中央處于水平飛入兩極間，兩極不加電壓時(shí)，恰好從下板邊緣飛出，若給A、B兩極加一電壓U，則恰好從上板邊緣飛出，那么所加電壓U=。9、如圖所示，電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，以v0的速度沿與場強(qiáng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場，并從另一側(cè)B點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成150°角飛出。則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為。三、計(jì)算題：10、一帶電量q=6.4×10-19C、質(zhì)量m=1.6×10-25㎏的初速度為零的粒子，經(jīng)電壓U=200V的加速電場加速后，沿垂直于電場線方向進(jìn)入E=1.0×103V/m均勻偏轉(zhuǎn)電場。已知粒子在穿越偏轉(zhuǎn)電場過程中沿場強(qiáng)方向的位移為511、如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，帶電量為q的離子（初速不計(jì)），經(jīng)加速電壓u1加速后以垂直于電場方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓u2作用后，以速度v離開電場。已知平行板的長度為L，兩板間距離為d，試證明⑴偏轉(zhuǎn)量y與離子的質(zhì)量和帶電量無關(guān)⑵出射速度v的反向延長線都交于平行板的中點(diǎn)，好使所有不同質(zhì)量和電量的離子都從此中心向外從各方向射出。⑶不同的離子在偏轉(zhuǎn)電場中具有相同的軌道【能力提升】1、一帶電粒子僅在電場力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度隨時(shí)間變化圖像如圖所示，則（）A、A點(diǎn)的場強(qiáng)大于B點(diǎn)的場強(qiáng)B、A點(diǎn)的電勢一定比B點(diǎn)的電勢高C、粒子在A點(diǎn)的電勢能一定大于在B點(diǎn)的電勢能D、電場力一定對(duì)粒子做正功2、如圖，一束α粒子沿中心軸射入兩平行金屬板之間的勻強(qiáng)電場中后，分成三束a、b、c,則（）A、初速度比較va＜vb＜vcB、板內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間比較ta=tb＜tcC、動(dòng)量變化量比