带电粒子在平行板电容器中的运动

1、专业.专注带电粒子在平行板电容器中的运动满分:班级：姓名：考号：一、单选题（共1小题）1如图所示,电子在电势差为口的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为的两块平行极板间的偏转电场中,在满足电子能射出平行极板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角8变大的是（AU、变大,6变大C变大，厲变小二多选题（共1小题）2如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷,一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示，那么（）A微粒从M点运动到N点动能一定增加B微粒从M点运动到N点电势能一定增加C微粒从M点运动到N点机械能可能增加D若微粒带正电荷,则A板-

2、定带;正电荷三、计算题(共3小题)3如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B的距离为d,它们的右端放着垂直于金属板的靶MN,现在A.B板上加上如图乙所示的方波形电压,电压的正向值为q,反向电压值为,且每隔工变向1次。现将质量为m的带正电,且电荷量为q的粒子束从AB的中点22O以平行于金属板的方向0。射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A.B间的飞行时间均为T不计重力的影响,试问：定性分析在f二0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。(2)在距靶MN的中心O点多远的范围内有粒子击中？(3)要使粒子能全部打在靶MN上，电压厲的数值应满足什么条件？(写出厲、陀4如图所示,四分之一

3、光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R；P点离地高度也为R，传送带PC之间的距离为L，沿逆时针方向的传动，传送带速度7昭在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回物体与传送带间的动摩擦因数为M，不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g.求：A2_丄hh(1)物体由P点运动到C点过程,克服摩擦力做功；匀强电场的场强E为多大；物体返回到圆弧轨道P点,物体对圆弧轨道的压力大小.5电路如图所示，电源电动势E=28V,内阻r=2Q,电阻R二12Q

4、,R二R二4Q,R二81243Q,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长1=0.20m,两极板的间距d=1.0 x10-2m.求：(1)若开关S处于断开状态,R上的电压是多少？3(2)当开关闭合后,R上的电压会变化，那么电容器上的电压等于多少？3(3)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v=2.0m/s的初速度射入C的电场中,0刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)6如图所示，A、B、C为三块水平放置的平行金属板,板的厚度不计，间距均为d.A、B

5、板中央有小孔,电路中三个电阻的阻值均为R,电源内阻也为R.现有一滴质量为m电荷量为q的带正电液滴在距A板小孔正上方为d的P处由静止开始下落,不计空气阻力,当地的重力加速度为E,当它达到C板时速度恰为零试求:(1)液滴从P处到达C板的过程中其电势能变化了多少?是增加还是减少?(2)电源电动势的大小耀；(3)液滴通过B板中央小孔时的速度大小。相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为比,质量为m,电量为-e,在AB两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0k-2故微粒不能从C的电场中射出。答案：(1)16V;(2)

6、14V;(3)不能。6考点:带电粒子在匀强电场中的运动闭合电路的欧姆定律试题解析：(1)根据能的转化和守恒定律(或动能定理)可知,液滴从P处到达C板的过程中其电势能增加,增加的电势能为二(2)根据闭合电路的欧姆定律,电路中的电流大小为f=-4R间的电势差为九间的电势差为%二E-迅二,根据动能定理,带电液滴从开始下落到C板的过程中,有mg-3dqU-qU=0，解得丑二处空带电液滴从开始下落到B板的过程中,根据动能定理,有吨沏+?腼二+如-0,联立解得：答案：增加的电势能为能二加觎E二竺空v二富7考点：带电粒子在匀强电场中的运动试题解析:试题分析：(1)电子经过AB之间的电场加速,设在0kT时间内

7、通过B板后速_101.度为勺,kTT时间内通过B板电子的速度匕,据动能定理有,-0氏二明讨-叨记由解得旳二険Vm(2)电子进入偏转电场后做类平抛运动。在偏转电场中,0kT时间内射出B板的电子的运动时间fi=-2wUqW侧移量片=-1=-2陀血LL一十一22L2a由得尹=电子打在荧光屏上的位置P到屏中心的距离为Si，由几何关系可知=即Li=2!=4/_L在偏转电场中,kTT时间内射出B板的电子的运动时间乙=，一12旦口上侧移量戸2=二叭门22祖沁、由得丹=LL十一L216电子打在荧光屏上的位置P到屏中心的距离为厂2，由几何关系可知=2戸即心5厂善&d、亠L?两个发光点之间的距离=Ayj-Ay2=

8、（3）形成均匀分布的一段电子束,即前后两段电子束的长度相等。第一段电子束的长度L二叶上丁第二段电子束的长度仿二巴（7-眄且=鮎近2-720.59由解得兀=#乃+匕J2+1答案：（1）叶=mTOC o 1-5 h z|j竺鱼；（2）y二丄；（3）氐就一克。 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document m3d试题解析：有qU/d二mgU=20V1滑动变阻器两端电压U=IR8.考点：带电粒子在匀强电场中的运动电功率和焦耳定律2总滑I=I+I=1A总12电源电压：U=U+U=35V12（2）P=P-I2R二UWR=17W-总11P=IU=35W-电总I因上极板带

9、正电，故粒子带负电粒子穿过板的时间t=O.2s%TOC o 1-5 h z当粒子刚从下极板穿出时吨-叫而：E=联立解得：U；=18V-d同理有；屮_他而：eL联立解得:U?=22V-22md故R两端的电压应满足的条件是:18VU22V22答案：（1）35V（2）35W（3）18VU22V29考点:带电粒子在匀强电场中的运动示波管试题解析：(1)设电子经电子枪加速后进入偏转电极YY的速度为v,0则有：中二卜记解出:升二2孑m偏转电极的电压为U,板间距离为d,板长为L,2则有：a=;L=vty=at20即电子在电场中的偏转距离为：y=U=纟2叫TT1-TJ1亍电子打到荧光屏上时的动能为：耳t-2d

10、AdUj(2)只在偏转电极XX上加上如图所示的电压电子只在水平方向偏转,所以亮线只出现在(3)y方向的扫描电压与x方向的偏转电压的频率相同,所以出现的亮线只有一个周期的形状；若y方向的扫描范围频率减半,那么在光屏上会出现两个完整周期的形状。答案：()Pq二(2)(3)见解析图4找uL10.考点：带电粒子在匀强电场中的运动运动的合成与分解试题解析:(1)根据动能定理,设电子在加速电极作用下获得速度为吃，代入数据解得：;电子穿过偏转电极过程中,在沿初速度方向做匀速直线运动有=琢在沿电场方向受力为F=根据匀强电场性质r/j二Ed根据牛顿第二定律Fma1“根据匀变速直线运动规律,在出偏转电场时其在电场方向位移为P二寸或联立以上方程可推得：戸=4沁1此时在电场方向上的分速度为：弓二加出电场后电子做直线运动最终打在荧光屏上，距离O点的距离设为F,根据几何关系可得,U2LUM1+2L)y=y=IAdUx将数据代入可得尹二3嘶|,所以此时电子可以射出偏转电场于是将数据代入可得