在A板附近的电子由静止释放后,经电压U1加速后,从B板中央孔进入B、C间,已知电子电量为e,质量m,不计重力。
求:
(1)电子在由A运动到B点的时间以及电子在B点的速度?
(2)电子在B、C间前进的距离x(3)画出电子的V-T图像并求出电子运动的周期T。
9、在一个水平地面上沿水平方向建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6×105N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个质量m=10g带负电荷的绝缘物块,其带电荷量q=-5×10—8C。
物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块
一个初速度v0=2m/s,如图所示.试求:
(1)物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离;
*
(2)物块最终停止时的位置.
10、两个均匀带电的绝缘小球位于同一竖直线上,在竖直向下的匀强电场中保持距离不变的距离沿竖直方向匀速下落。
已知A球带电量为Q,质量为4m,C球带电量为4Q,质量为m,求场强的大小和两球间的距离。
(三)带电粒子在匀强电场中的偏转问题问题(类平抛)
1如图示,不计重力的带正电粒子在电容器中,由正极板静止释放。
电容器两极板电势差为U,带电粒子电量为q,质量为m,粒子从右极板中心小孔射出后,垂直进入竖直向下的匀强电场,电场所在区域水平宽度为L,粒子穿出电场时速度方向与竖直方向夹角为300,求:
(1)带电粒子射出电容器的速度
(2)带电粒子在竖直向下的匀强电场中运动的时间
(3)竖直向下的匀强电场的电场强度大小
2.两平行金属板与电源相接,其间电场为匀强电场,K闭合后一带电微粒,自M板边缘垂直于电场方向射入。
如图10所示,在电场力作用下,发生偏转(重力忽略不计),恰好打在N板中央。
M、N之间相距为d,为使微粒恰能飞出电场,N板至少应下移多少?
(K一直闭合)
3如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0。
电容器板长和板间距离均为L=10cm,下极板接地。
电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm。
在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如左图。
(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:
①在t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处?
②荧光屏上有电子打到的区间有多长?
③屏上的亮点如何移动?
4:
如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。
在oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。
(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。
(3)若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动L/n(n≥1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的所有位置。
5如图所示的装置,在加速电场U1内放置一根塑料管AB(AB由特殊绝缘材料制成,不会影响电场的分布),紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板,板长为L,两板间距离为d.一个带负电荷的小球,恰好能沿光滑管壁运动.小球由静止开始加速,离开B端后沿金属板中心线水平射入两板中,若给两水平金属板加一电压U2,当上板为正时,小球恰好能沿两板中心线射出;当下板为正时,小球射到下板上距板的左端
处,求:
(1)U1:
U2;
(2)若始终保持上板带正电,为使经U1加速的小球,沿中心线射入两金属板后能够从两板之间射出,两水平金属板所加电压U的范围是多少?
(请用U2表示)
6如图所示在竖直平面xOy内存在着竖直向下的匀强电场,带电小球以初速度v0,从O点沿Ox轴水平射入,恰好通过平面中的A点,OA连线与Ox轴夹角为30°,已知小球的质量为m,则带电小球通过A点时的动能为_________
(四)带电粒子在电场中的圆周问题()
1.设氢原子核质量为M,核外电子质量为m,他们的电荷量都为e,假设电子绕原子核做匀速圆周运动,半径为r,静电力常量为k,1求电子的速率。
2,求由于电子运动产生的等效电流多大?
如图所示,带负电的粒子以不同的速度v0从A点分别射出,在O点处有一个固定的正点电荷,已知v0
OA,粒子的重力可忽略不计,其中有一些粒子可以绕O点做圆周运动,那么这些做圆周运动的粒子()
A.一定具有相同的动能B.一定具有相同的电量
C.如果它们的动能相同,那么它们的荷质比一定相同
D.如果它们的电量相同,那么它们的动能一定相同
4.如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的圆周运动,以下说法正确的是:
()
A.当小球到达最高点a时,线的张力一定最小
B.当小球到达最低点b时,小球的速度一定最大
C.当小球到达最高点a时,小球的电势能一定最小
D.小球在运动过程中机械能守恒
5如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是()
A.小球重力与电场力的关系是mg=
qE
B.小球重力与电场力的关系是qE=
mg
C.球在B点时,细线拉力为T=
mg
D.球在B点时,细线拉力为T=2qE
6.如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为()
A.mg/qB.2mg/q
C.3mg/qD.4mg/q
3如图,静止于A处的正离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。
静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;
、
,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值;
(3)若将矩形区域QNCD内向左的匀强电场逆时针旋转90度,求离子能不能回到加速电场,如果能,求从离开加速电场到第一次回到加速电场的总时间。
(五)带电粒子一般运动问题(一般曲线非匀变速直线)
1如图所示,图中实线表示一匀强电场的等势面,一带负电的粒子射入电场,虚线是它的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若粒子所受重力不计,那么正确的判断是()
A.电场线方向向下
B.粒子一定从a点运动到b点
C.a点的电势比b点的高
D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
2.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。
下列说法正确的是
A.a点的电势高于b点的电势
B.若将一正试探电荷由a点移到b点,电场力做负功
C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断
D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d到c
4.(多选)如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线。
在电场力作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是()
A.粒子带正电
B.粒子在A点加速度小
C.粒子在B点动能大
D.A、B两点相比,B点电势较低
5有一负电荷自电场中的A点自由释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B
点,它运动的速度图象如图所示,则A、B所在
电场区域的电场线分布可能是图中的( )
6.如图所示,两个带等量的正电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘的水平面上,P、N是小球A、B的连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点),由P点静止释放,在小球C向N点的运动的过程中,下列关于小球C的速度图象中,可能正确的是( )
7、静电场方向平行于x轴,其电势随x的分布可简化为如图所示的折线,图中ф0和d为已知量。
一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动。
已知该粒子质量为m、电量为-q,忽略重力。
规定x轴正方向为电场强度E、加速度a、速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电场强度E,小球的加速度a、速度v和动能EK随x的变化图象,其中正确的是
8.如图9所示,水平固定的小圆盘A,带电荷量为Q,电势为零,
从盘心处O由静止释放一质量为m,带电荷量为+q的小球,由于电场的作用,
小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线
上的b点时,小球速度最大,由此可知在Q所形成的电场中,可以求哪一点的场强?
【2015江苏-8】8.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c时两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距
离相等,则
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.c点的电场强度比d点的大
D.c点的电势比d点的低