高考复习带电粒子在电场中运动计算题

高三物理复习学案带电粒子在电场中运动111.如图所示，质量为m=5×10-8kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当A、B间电势差UAB=103V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场。求：（g取10m/s2）（1）带电粒子的电性和所带电荷量；（2）A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出。2.如图所示,在区域I(0⩽x⩽L)和区域Ⅱ内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同。在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域Ⅱ内场强方向未标明,都处在xoy平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域Ⅱ,到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零.P点的坐标为(L,L2).不计粒子所受重力，求：(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度；(2)电场区域Ⅱ的宽度。3.如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下极板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射人两极板间。已知微粒质量为m=2×10−6kg、电荷量为q=1×10−8C,取g=10m/s2.(1)为使第一个微粒恰能落在下极板的中点,求微粒入射的初速度v0.(2)若带电微粒以第(1)问中初速度v0入射，则平行板电容器所获得的电压最大值是多少?高三物理复习学案带电粒子在电场中运动224.如图所示一质量为m,带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出,在距抛出点水平距离l处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管上口距地面21h，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，重力加速度为g，求：(1)小球的初速度v0.(2)电场强度E的大小。5.如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=9cm,板长为L=30cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.6m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起119cm,液滴刚好从金属板末端飞出,g取10m/s2.求：(1)将下板向上提起后，液滴的加速度；(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点的时间。6.在宽度为L的条形区域内有匀强电场,电场的方向平行于区域边界。有一个带电粒子(不计重力)从左侧边界上的A点,以初速度v0沿垂直于电场的方向射入电场,粒子从右侧边界射出时的速度大小为417v0.(1)求粒子从右侧边界射出时，沿电场方向位移的大小；(2)若带电粒子的入射速度改为041v，求粒子从右侧边界射出时速度的大小；(3)若带电粒子的入射速度大小可以为任意值(远小于光速)，求带电粒子从右侧边界射出速度的最小值。高三物理复习学案带电粒子在电场中运动337.如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压U0加速后,再以某一初速度从a点沿ab方向进入匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d.(不计重力)(1)求离子进入匀强电场的初速度v0?(2)若离子恰从c点飞离电场，求ac两点间的电势差Uac?8.如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场.长L=0.8m不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一质量m=0.5kg、带电荷量q=5×10-2C的小球.拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂,然后小球垂直打在同一竖直平面内且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点.g取10m/s2.试求:(sin53°=0.8,cos53°=0.6)(1)绳子的最大张力;(2)A、C两点的电势差;(3)当小球运动至C点即将打到MN板时,突然施加一恒力F作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移至足够远处,若小球仍能垂直打在挡板上,求所加恒力F的大小及方向的可能取值范围.9.如图所示,固定于同一条竖直线上的A.B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和−Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.)，现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v，已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g.求：(1)C、O间的电势差UCO；(2)O点处的电场强度E的大小；(3)小球p经过O点时的加速度。高三物理复习学案带电粒子在电场中运动4410.如图所示,质量为m、电量为q的带电微粒,以初速度V0从A点竖直向上射入水平向右、电场强度为E(未知)的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为VB=V0，而方向与E同向，重力加速度为g.求：(1)A、B间电势差UAB多大?(2)电场强度E多大?(3)从A到B运动过程中速度的最小值多大?(4)从A到B过程中运动到何处可以加一匀强磁场，使微粒开始做匀速直线运动，磁感应强度多大?方向如何?11.如图所示,M、N为两块水平放置的平行金属板,板长为L,两板间距也为L,板间电压恒定。今有一带负电粒子(重力不计)以一定的初速度沿两板正中间垂直进入电场,最后打在距板右端为L的竖直屏上。粒子落点距O点的距离为21L.若大量的上述粒子(与原来的初速度一样,并忽略粒子间相互作用力)从两板间不同的位置垂直进入电场。试求这些粒子落在竖直屏上的范围并在图中画出。12.如图所示,在足够大的金属板A上有一小孔S,粒子源C可由小孔S向各个方向射出速率v=2×104m/s的带负电粒子,B为金属网,A、B连接在电路上,电源的电压U0=6V、内阻不计。图中滑动变阻器滑片置于中点并保持不动,A、B间距d1=15cm,M为足够大的荧光屏,B、M间距d2=30cm,当粒子穿过金属网打到荧光屏上时,荧光屏上就会出现一个圆形的亮斑。已知粒子的比荷q/m=2×108C/kg，不考虑粒子所形成的电流对电路的影响，粒子重力不计。求：(1)A、B间电场(视为匀强电场)的电场强度大小E；(2)粒子到达荧光屏的最短时间t；(3)亮斑的面积S(取π=3).高三物理复习学案带电粒子在电场中运动5513.如图甲所示，A、B为两块相距很近的平行金属板，A、B间电压为UAB=-U0，紧贴A板有一电子源，不停地飘出质量为m、电荷量为e的电子（可视初速度为0）。在B板右侧两块平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压，电压变化的周期02eUmLT，板间中线与电子源在同一水平线上。极板长L，偏转板右边缘S处有荧光屏，经时间t统计（tT）只有50%的电子能打到荧光屏上。（板外无电场）求：（1）电子进入偏转板时的速度；（2）T/4时刻沿中线射入偏转板间的电子刚射出偏转板时与板间中线的距离；（3）电子打在荧光屏上的范围Y。14.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A.B两点,其中A点坐标为(6cm,0)B点坐标为(0,3cm),坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为8V,点B处的电势为4V,现有一带电粒子从坐标原点O处沿电势为0的等势线方向以速度v=4×103m/s射入电场，粒子运动时恰好通过B点，不计粒子所受重力，求：(1)图中C处(3cm,0)的电势；(2)匀强电场的强度大小；(3)带电粒子的比荷q/m.15.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴,其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=1.0×10−20kg,电荷量q=1.0×10−9C的带负电的粒子从(−1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：(1)x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1/E2；(2)该粒子运动的最大动能Ekm；(3)该粒子运动的周期T.高三物理复习学案带电粒子在电场中运动6616.如图所示,区域Ⅰ内有电场强度为E.方向竖直向上的匀强电场;区域Ⅱ中有一光滑绝缘圆弧轨道,轨道半径为gvR205,轨道在A点的切线与水平方向成60∘角,在B点的切线与竖直线CD垂直;在Ⅲ区域内有一宽为d的有界匀强电场,电场强度大小未知,方向水平向右。一质量为m、带电荷量为−q的小球(可看做质点)从左边界的O点正上方的M点以速度v0水平射入区域Ⅰ，恰好从A点沿圆弧轨道切线进入轨道且恰好不能从电场右边界穿出，求：(1)OM的长L；(2)区域Ⅲ中电场强度的大小E′；(3)小球到达区域Ⅲ中电场的右边界上的点与OO′的距离s.17.在xoy直角坐标系中,三个边长都为2m的正方形如图所示排列,第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E0,在第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场,三角形OEC区域内无电场,正方形DENM区域内无电场,现有一带电量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点静止释放，恰好能通过E点。(1)求CED区域内的匀强电场的电场强度的大小E1；(2)保持第(1)问中电场强度不变，若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过E点，则释放点的坐标值x、y间应满足什么关系；(3)若CDE区域内的电场强度大小变为E2=34E0，方向不变，其他条件都不变，则在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过N点，则释放点的坐标值x、y间又应满足什么关系。高三物理复习学案带电粒子在电场中运动7718.如图所示,有一放射源可以沿轴线ABO方向发射速度大小不同的粒子,粒子质量均为m,带正电荷q.A、B是不加电压且处于关闭状态的两个阀门,阀门后是一对平行极板,两极板间距为d,上极板接地,下极板的电势随时间变化关系如图(b)所示.O处是一与轴线垂直的接收屏,以O为原点,垂直于轴线ABO向上为y轴正方向,不同速度的粒子打在接收屏上对应不同的坐标,其余尺寸见图(a),其中l和t均为已知。已知dtdmqU81220，不计粒子重力。(1)某时刻A.B同时开启且不再关闭,有一个速度为v0=2l/t的粒子恰在此时通过A阀门,以阀门开启时刻作为图(b)中的计时零点,试求此粒子打在y轴上的坐标位置(用d表示).(2)某时刻A开启,t/2后A关闭,又过t/2后B开启,再过t/2后B也关闭。求能穿过阀门B的粒子的最大速度和最小速度。(3)在第二问中,若以B开启时刻作为图(b)中的计时零点,试求解上述两类粒子打到接收屏上的y坐标(用d表示).高三物理复习学案带电粒子在电场中运动8819.如图所示，质量为m=2kg、带电荷量为q=+2×10-3C的小物块A与质量不计的绝缘木板B叠放在水平面上，A位于B的最左端且与竖直固定于水平面上的挡板P相距s0=3m，已知A与B间的动摩擦因数μ1=0.8，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，与挡板相撞没有机械能损失，且A带电荷量始终保持不变，整个装置处在大小E=6×103N/C、方向水平向右的匀强电场中，现将A、B同时由静止释放，重力加速度g取10m/s2。求：（1）A、B释放时，物块A的加速度大小；（2）若A与挡板不相碰，木板的最小长度L0；（3）若木板长度为L=0.8m，整个过程中木板运动的总路程s。20.如图所示,光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接,并均处于水平向右的匀强电场中,已知匀强电场的场强E=5×103V/m,圆弧轨道半径R=0.4m.现有一带电量q=+2×10−5C、质量m=5×10−2kg的物块(可视为质点)从距B端s=1m处的P点由静止释放,加速运动到B端,再平滑进人圆弧轨道BC,重力加速度g=10m