帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題(含答案)

第1章靜電場(chǎng)第08節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．如圖l—8—6所示，電子由靜止開(kāi)始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變．則()A．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v也增大B．當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大C．當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變D．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間延長(zhǎng)圖1—8－72．如圖1—8—7所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入圖1—8－7A．2倍B．4倍C．0.5倍D．0.25倍圖1—8－83．電子從負(fù)極板的邊緣垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好從正極板邊緣飛出，如圖1—8—8所示，現(xiàn)在保持兩極板間的電壓不變，使兩極板間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電子的入射方向及位臀不變，且要電子仍從正極板邊緣飛出，則電子圖1—8－8A．B．C．D．24．下列帶電粒子經(jīng)過(guò)電壓為U的電壓加速后，如果它們的初速度均為0，則獲得速度最大的粒子是()A．質(zhì)子B．氚核C．氦核D．鈉離子Na＋圖1—8－95．真空中有一束電子流，以速度v、沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直．自O(shè)點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖1—8—9所示，若以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸垂直于電場(chǎng)方向，y軸平行于電場(chǎng)方向，在x軸上取OA＝AB＝BC，分別自A、B、C點(diǎn)作與y軸平行的線跟電子流的徑跡交于M圖1—8－9(1)電子流經(jīng)M，N、P三點(diǎn)時(shí)，沿x軸方向的分速度之比為．(2)沿y軸的分速度之比為．圖1—8—圖1—8—106．如圖1—8—10所示，—電子具有100eV的動(dòng)能．從A點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)從D點(diǎn)飛出電場(chǎng)時(shí)，速度方向跟電場(chǎng)強(qiáng)度方向成1500角．則A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB＝V．7．靜止在太空中的飛行器上有一種裝置，它利用電場(chǎng)加速帶電粒子形成向外發(fā)射的高速電子流，從而對(duì)飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度．已知飛行器質(zhì)量為M，發(fā)射的是2價(jià)氧離子．發(fā)射離子的功率恒為P，加速的電壓為U，每個(gè)氧離子的質(zhì)量為m．單位電荷的電荷量為e．不計(jì)發(fā)射氧離子后飛行器質(zhì)量的變化，求：(1)射出的氧離子速度．(2)每秒鐘射出的氧離子數(shù)．(離子速度遠(yuǎn)大于飛行器的速度，分析時(shí)可認(rèn)為飛行器始終靜止不動(dòng))8．如圖1—8—12所示，一個(gè)電子(質(zhì)量為m)電荷量為e，以初速度v0沿著勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向飛入圖1—8—12勻圖1—8—12(1)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度．(2)電子進(jìn)入電場(chǎng)的最大距離．(3)電子進(jìn)入電場(chǎng)最大距離的一半時(shí)的動(dòng)能．圖1—8—139．如圖1—8—13所示，A、B為兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間距離為d，接在電壓為U的電源上．在A板上的中央P點(diǎn)處放置一個(gè)電子放射源，可以向各個(gè)方向釋放電子．設(shè)電子的質(zhì)量m、電荷量為e圖1—8—13圖1—8—1410.如圖1—8—1 4所示一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)圖1—8—14(1)小球的初速度v0.(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?3)小球落地時(shí)的動(dòng)能Ek．[綜合評(píng)價(jià)]1．一束帶電粒子以相同的速率從同一位置，垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，所有粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡都是一樣的，這說(shuō)明所有粒子()A．都具有相同的質(zhì)量B．都具有相同的電荷量C．電荷量與質(zhì)量之比都相同D．都是同位素圖1—8—152．有三個(gè)質(zhì)量相等的小球，分別帶正電、負(fù)電和不帶電，以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，它們分別落在下板的A、B、圖1—8—15A、落在A、B、C三處的小球分別是帶正電、不帶電和帶負(fù)電的B、三小球在該電場(chǎng)中的加速度大小關(guān)系是aA＜aB＜aCC、三小球從進(jìn)入電場(chǎng)至落到下板所用的時(shí)間相等D、三小球到達(dá)下板時(shí)動(dòng)能的大小關(guān)系是EKC＜EKB＜EKA圖1—8—163．如圖1—8—16所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速v0從P圖1—8—16A、P點(diǎn)的左上方B、P點(diǎn)的右上方C、P點(diǎn)的正上方D、上述情況都可能4.一個(gè)不計(jì)重力的帶電微粒，進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該微粒的()A.運(yùn)動(dòng)速度必然增大B．運(yùn)動(dòng)速度必然減小C.運(yùn)動(dòng)速度可能不變D．運(yùn)動(dòng)加速度肯定不為零5.氘核(電荷量為+e，質(zhì)量為2m)和氚核(電荷量為+e、質(zhì)量為3m)經(jīng)相同電壓加速后，垂直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)．飛出電場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角的正切值之比為（不計(jì)原子核所受的重力）()A．1：2B．2：1C．1：1D．1：4圖1－8－176．如圖1－8－17所示，從靜止出發(fā)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．若加速電壓為U1、偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場(chǎng)中的偏移距離y增大為原來(lái)的2倍(在保證電子不會(huì)打到極板上的前提下)，可選用的方法有()圖1－8－17A．使U1減小為原來(lái)的1/2B．使U2增大為原來(lái)的2倍C．使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍D．使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距減小為原來(lái)的1/27．如圖1－8－18所示是某示波管的示意圖，如果在水平放置的偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓，則電子束將被偏轉(zhuǎn)．每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫示波管的靈敏度，下面這些措施中對(duì)提高示波管的靈敏度有用的是()圖1－8－18A．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做得長(zhǎng)一點(diǎn)圖1－8－18B．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做得短一點(diǎn)C．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離d做得小一點(diǎn)D．將電子槍的加速電壓提高8．一個(gè)初動(dòng)能為Ek的電子，垂直電場(chǎng)線飛入平行板電容器中，飛出電容器的動(dòng)能為2Ek，如果此電子的初速度增至原來(lái)的2倍，則它飛出電容器的動(dòng)能變?yōu)?)A．4EkB．8EkC．4.5EkD．4.25Ek9.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，有兩個(gè)帶電粒子先后由靜止從A點(diǎn)出發(fā)并通過(guò)B點(diǎn)．若兩粒子的質(zhì)量之比為2：1，電荷量之比為4：1，忽略它們所受重力，則它們由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間之比為()A.1：B．：1C．1：2D．2：1圖1－8－1910.電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖1－8－19所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力．圖1－8－19(1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)u，當(dāng)u=U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．該油滴所帶電荷量q為多少?圖1－8－20(2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u=U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶電荷量Q.圖1－8－2011．圖1—8—20是靜電分選器的原理示意圖，將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩個(gè)豎直的帶電平行板上方，顆粒經(jīng)漏斗從電場(chǎng)區(qū)域中央處開(kāi)始下落，經(jīng)分選后的顆粒分別裝入A、B桶中．混合顆粒離開(kāi)漏斗進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)磷酸鹽顆粒帶正電，石英顆粒帶負(fù)電，所有顆粒所帶的電荷量與質(zhì)量之比均為10-5C／kg．若已知兩板間的距離為10cm，兩板的豎直高度為50cm．設(shè)顆粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度為零，顆粒間相互作用不計(jì)．如果要求兩種顆粒離開(kāi)兩極板間的電場(chǎng)區(qū)域時(shí)有最大的偏轉(zhuǎn)量且又恰好不接觸到極板．(1)兩極板間所加的電壓應(yīng)多大?(2)若帶電平行板的下端距A、B桶底的高度H=1.3m，求顆粒落至桶底時(shí)速度的大?。诎斯?jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案：1.