帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)計(jì)算題

1、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)計(jì)算題1、如圖所示，A、B是豎直放置的中心帶有小孔的平行金屬板，兩板間的電壓為U1=100V，C、D是水平放置的平行金屬板，板間距離為d=0.2m，板的長度為L=1m，P是C板的中點(diǎn)，A、B兩板小孔連線的延長線與C、D兩板的距離相等，將一個(gè)負(fù)離子從板的小孔處由靜止釋放，求：（1）為了使負(fù)離子能打在P點(diǎn)，C、D兩板間的電壓應(yīng)為多少？哪板電勢高？（2）如果C、D兩板間所加的電壓為4V，則負(fù)離子還能打在板上嗎？若不能打在

2、板上，它離開電場時(shí)發(fā)生的側(cè)移為多少？2、（14分）如圖所示，在長為2L、寬為L的ABCD區(qū)域內(nèi)有一半的空間存在場強(qiáng)為E、方向平行于BC邊的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為e的電子，以平行于AB邊的速度v0從區(qū)域的左上角A點(diǎn)射入該區(qū)域，不計(jì)電子所受的重力，則：（1）當(dāng)無電場的區(qū)域位于左側(cè)時(shí)（如圖甲），求電子射出ABCD區(qū)域時(shí)的動(dòng)能；（2）當(dāng)無電場區(qū)域的左邊界距AD的距離為x時(shí)（如圖乙），要使這個(gè)電子能從區(qū)域的右下角的C點(diǎn)射出，電子的初速

3、度v0應(yīng)滿足什么條件。3、（8分）一電子經(jīng)過電壓U0的加速電場加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間，若電子從兩板正中央垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，且剛好能穿出電場則平行金屬板多長4、（10分）如圖所示，質(zhì)量為0.2Kg的物體帶電量為4104C，從半徑為1.0m的光滑的14圓弧的絕緣滑軌上端靜止下滑到底端，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)。物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103NC水平向左的勻強(qiáng)電場中，求(1)物體滑到A點(diǎn)時(shí)的

4、速度(2)物體在水平面上滑行的最大距離5、如圖8－19，一個(gè)電子以速度v0=6.0106ms和仰角α=45從帶電平行板電容器的下板邊緣向上板飛行。兩板間場強(qiáng)E=2.0104Vm，方向自下向上。若板間距離d=2.0102m，板長L=10cm，問此電子能否從下板射至上板？它將擊中極板的什么地方？6、如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R=0.40m。在軌道所在空間存在水平向

5、右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1.0104NC?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷q=8.010－5C，取10g=10ms，求：（1）帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大??；參考答案一、計(jì)算題1、解：（1）設(shè)負(fù)離子的質(zhì)量為m，電量為q，從B板小孔飛出的速度為v0，

6、由動(dòng)能定理U1q=mv02①x=v0t②y=at2③a=④y=⑤負(fù)離子打在P點(diǎn)，x=，y=，可得U2=32V，且C板電勢高⑥2、【解析】（1）電子先做勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子恰好從C點(diǎn)射出電場。電子在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度a＝設(shè)電子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則有L＝v0tL＝at2解得：v0＝①當(dāng)v0≤時(shí)，電子從電場的下邊界射出電場射出電場時(shí)的動(dòng)能Ek＝mv＋eEL②v0時(shí)，電子從電場的右邊界射出電場射出電場時(shí)沿電場方向的位移