带电粒子在电场中的运动精选习题9

6.如题3图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则

AWa =Wb,Ea >Eb

BWa≠Wb,Ea >Eb

CWa=Wb,Ea

DWa≠Wb,Ea

A

7.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。一带点微粒水平射入板间,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若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷

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点动能一定增加

D微粒从M点运动到N点机械能一定增加 正确答案

C

8.如图,半径为R的均匀带正电的薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系,可能正确的是( )

A

B

C

D正确答案

A

9.静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电视能之和为-A(0

φ0

),忽略重力。求

(1)粒子所受电场力的大小; (2)粒子的运动区间; (3)粒子的运动周期。 解析

(1)由图可知,0与d(或-d)两点间的电势差为φ0

电场强度的大小

电场力的大小

(2)设粒子在[-x0,x0]区间内运动,速率为v,由题意得

由图可知

由①②得

因动能非负,有

粒子运动区间

(3)考虑粒子从-x0处开始运动的四分之一周期

根据牛顿第二定律,粒子的加速度

由匀加速直线运动

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