带电粒子在电场中的运动精选习题9

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将45代入,得

粒子运动周期

10.如题图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N 点离核最近,Q点比M点离核更远,则

Aα粒子在M点的速率比在Q点的大

B三点中,α粒子在N点的电势能最大

C在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低

Dα粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功 正确答案

B

11.“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为

m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。

(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由; (2)求等势面C所在处电场强度E的大小;

(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少? (4)比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小,并说明理由。

1)电子做匀速圆周运动,电场力提供向心力,受力的方向与电场的方向相反,所以B板的电势较高;

(2)电场力提供向心力: 又:,

联立以上3式,得:

(3)到达N板左、右边缘处的电子,在运动的过程中,电场力对它们做功,电子动能的改变量等于电场力做功,即:

△EK左=eUCB=e(φC-φB),△EK右=eUCA=e(φC-φA)

(4)该电场是放射状电场,内侧的电场线密,电场强度大,所以UBC>UCA,即:φC-φB>φ

C

-φA,所以:|△EK左|>|△EK右

12.如图,在竖直向下,场强为的匀强电场中,长为的绝缘轻杆可绕固定

轴在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量

分别为和 (),A带负电,电量为,B带正电,电

量为。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为

________,在竖直位置处两球的总动能为________。

正确答案

13.图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( )

A带负电

B在c点受力最大

C在b点的电势能大于在c点的电势能

D由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 正确答案

C,D

14.如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子

A所受重力与电场力平衡

B电势能逐渐增加

C动能逐渐增加

D做匀变速直线运动 正确答案

B,D

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