帶電粒子在平行板電容器中的運(yùn)動(dòng)

1、專業(yè).專注帶電粒子在平行板電容器中的運(yùn)動(dòng)滿分:班級(jí)：姓名：考號(hào)：一、單選題（共1小題）1如圖所示,電子在電勢(shì)差為口的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢(shì)差為的兩塊平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,在滿足電子能射出平行極板區(qū)的條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角8變大的是（AU、變大,6變大C變大，厲變小二多選題（共1小題）2如圖所示,平行金屬板A、B水平正對(duì)放置,分別帶等量異號(hào)電荷,一帶電微粒水平射入板間,在重力和電場(chǎng)力共同作用下運(yùn)動(dòng),軌跡如圖中虛線所示，那么（）A微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能一定增加B微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢(shì)能一定增加C微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)機(jī)械能可能增加D若微粒帶正電荷,則A板-

2、定帶;正電荷三、計(jì)算題(共3小題)3如圖甲所示,水平放置的平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端放著垂直于金屬板的靶MN,現(xiàn)在A.B板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向值為q,反向電壓值為,且每隔工變向1次?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電,且電荷量為q的粒子束從AB的中點(diǎn)22O以平行于金屬板的方向0。射入,設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A.B間的飛行時(shí)間均為T不計(jì)重力的影響,試問：定性分析在f二0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。(2)在距靶MN的中心O點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？(3)要使粒子能全部打在靶MN上，電壓厲的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？(寫出厲、陀4如圖所示,四分之一

3、光滑絕緣圓弧軌道AP和水平絕緣傳送帶PC固定在同一豎直平面內(nèi),圓弧軌道的圓心為O,半徑為R；P點(diǎn)離地高度也為R，傳送帶PC之間的距離為L(zhǎng)，沿逆時(shí)針方向的傳動(dòng)，傳送帶速度7昭在PO的左側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小物體從圓弧頂點(diǎn)A由靜止開始沿軌道下滑,恰好運(yùn)動(dòng)到C端后返回物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為M，不計(jì)物體經(jīng)過軌道與傳送帶連接處P時(shí)的機(jī)械能損失,重力加速度為g.求：A2_丄hh(1)物體由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程,克服摩擦力做功；勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E為多大；物體返回到圓弧軌道P點(diǎn),物體對(duì)圓弧軌道的壓力大小.5電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=28V,內(nèi)阻r=2Q,電阻R二12Q

4、,R二R二4Q,R二81243Q,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長(zhǎng)1=0.20m,兩極板的間距d=1.0 x10-2m.求：(1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài),R上的電壓是多少？3(2)當(dāng)開關(guān)閉合后,R上的電壓會(huì)變化，那么電容器上的電壓等于多少？3(3)若開關(guān)S斷開時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以v=2.0m/s的初速度射入C的電場(chǎng)中,0剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng)，問：當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中,能否從C的電場(chǎng)中射出？(要求寫出計(jì)算和分析過程,g取10m/s2)6如圖所示，A、B、C為三塊水平放置的平行金屬板,板的厚度不計(jì)，間距均為d.A、B

5、板中央有小孔,電路中三個(gè)電阻的阻值均為R,電源內(nèi)阻也為R.現(xiàn)有一滴質(zhì)量為m電荷量為q的帶正電液滴在距A板小孔正上方為d的P處由靜止開始下落,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹镋,當(dāng)它達(dá)到C板時(shí)速度恰為零試求:(1)液滴從P處到達(dá)C板的過程中其電勢(shì)能變化了多少?是增加還是減少?(2)電源電動(dòng)勢(shì)的大小耀；(3)液滴通過B板中央小孔時(shí)的速度大小。相距很近的平行板電容器,在兩板中心各開有一個(gè)小孔,如圖甲所示,靠近A板的小孔處有一電子槍,能夠持續(xù)均勻地發(fā)射出電子,電子的初速度為比,質(zhì)量為m,電量為-e,在AB兩板之間加上圖乙所示的交變電壓,其中0k-2故微粒不能從C的電場(chǎng)中射出。答案：(1)16V;(2)

6、14V;(3)不能。6考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)閉合電路的歐姆定律試題解析：(1)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(或動(dòng)能定理)可知,液滴從P處到達(dá)C板的過程中其電勢(shì)能增加,增加的電勢(shì)能為二(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,電路中的電流大小為f=-4R間的電勢(shì)差為九間的電勢(shì)差為%二E-迅二,根據(jù)動(dòng)能定理,帶電液滴從開始下落到C板的過程中,有mg-3dqU-qU=0，解得丑二處空帶電液滴從開始下落到B板的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理,有噸沏+?靦二+如-0,聯(lián)立解得：答案：增加的電勢(shì)能為能二加覦E二竺空v二富7考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:試題分析：(1)電子經(jīng)過AB之間的電場(chǎng)加速,設(shè)在0kT時(shí)間內(nèi)

7、通過B板后速_101.度為勺,kTT時(shí)間內(nèi)通過B板電子的速度匕,據(jù)動(dòng)能定理有,-0氏二明討-叨記由解得旳二険Vm(2)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)。在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,0kT時(shí)間內(nèi)射出B板的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間fi=-2wUqW側(cè)移量片=-1=-2陀血LL一十一22L2a由得尹=電子打在熒光屏上的位置P到屏中心的距離為Si，由幾何關(guān)系可知=即Li=2!=4/_L在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,kTT時(shí)間內(nèi)射出B板的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間乙=，一12旦口上側(cè)移量戸2=二叭門22祖沁、由得丹=LL十一L216電子打在熒光屏上的位置P到屏中心的距離為廠2，由幾何關(guān)系可知=2戸即心5廠善&d、亠L(fēng)?兩個(gè)發(fā)光點(diǎn)之間的距離=Ayj-Ay2=

8、（3）形成均勻分布的一段電子束,即前后兩段電子束的長(zhǎng)度相等。第一段電子束的長(zhǎng)度L二葉上丁第二段電子束的長(zhǎng)度仿二巴（7-眄且=鮎近2-720.59由解得兀=#乃+匕J2+1答案：（1）葉=mTOC o 1-5 h z|j竺魚；（2）y二丄；（3）氐就一克。 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document m3d試題解析：有qU/d二mgU=20V1滑動(dòng)變阻器兩端電壓U=IR8.考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電功率和焦耳定律2總滑I=I+I=1A總12電源電壓：U=U+U=35V12（2）P=P-I2R二UWR=17W-總11P=IU=35W-電總I因上極板帶

9、正電，故粒子帶負(fù)電粒子穿過板的時(shí)間t=O.2s%TOC o 1-5 h z當(dāng)粒子剛從下極板穿出時(shí)噸-叫而：E=聯(lián)立解得：U；=18V-d同理有；屮_他而：eL聯(lián)立解得:U?=22V-22md故R兩端的電壓應(yīng)滿足的條件是:18VU22V22答案：（1）35V（2）35W（3）18VU22V29考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示波管試題解析：(1)設(shè)電子經(jīng)電子槍加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極YY的速度為v,0則有：中二卜記解出:升二2孑m偏轉(zhuǎn)電極的電壓為U,板間距離為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng),2則有：a=;L=vty=at20即電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為：y=U=纟2叫TT1-TJ1亍電子打到熒光屏上時(shí)的動(dòng)能為：耳t-2d

10、AdUj(2)只在偏轉(zhuǎn)電極XX上加上如圖所示的電壓電子只在水平方向偏轉(zhuǎn),所以亮線只出現(xiàn)在(3)y方向的掃描電壓與x方向的偏轉(zhuǎn)電壓的頻率相同,所以出現(xiàn)的亮線只有一個(gè)周期的形狀；若y方向的掃描范圍頻率減半,那么在光屏上會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)完整周期的形狀。答案：()Pq二(2)(3)見解析圖4找uL10.考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解試題解析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理,設(shè)電子在加速電極作用下獲得速度為吃，代入數(shù)據(jù)解得：;電子穿過偏轉(zhuǎn)電極過程中,在沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)有=琢在沿電場(chǎng)方向受力為F=根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)性質(zhì)r/j二Ed根據(jù)牛頓第二定律Fma1“根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,在出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)其在電場(chǎng)方向位移為P二寸或聯(lián)立以上方程可推得：戸=4沁1此時(shí)在電場(chǎng)方向上的分速度為：弓二加出電場(chǎng)后電子做直線運(yùn)動(dòng)最終打在熒光屏上，距離O點(diǎn)的距離設(shè)為F,根據(jù)幾何關(guān)系可得,U2LUM1+2L)y=y=IAdUx將數(shù)據(jù)代入可得尹二3嘶|,所以此時(shí)電子可以射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)于是將數(shù)據(jù)代入可得