| 带电粒子在交变电场中的运动 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-1

第一章 静电场

1.9 带电粒子在电场中的运动

带电粒子在交变电场中的运动

如图为范围足够大的匀强电场的电场强度$E$随时间$t$变化的关系图像。当$t=0$时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是$(\qquad)$

["

粒子将做往返运动,$6\\;\\rm s$末带电粒子回到原出发点

","

粒子在$0\\sim 2\\;\\rm s$内的加速度与在$2\\sim 4\\;\\rm s$内的加速度等大反向

","

粒子在$4\\;\\rm s$末的速度为零

","

粒子在$0\\sim 6\\;\\rm s$内,所受电场力做的总功为零

"]
[["AD"]]

$\rm B$.根据图像及$F=qE$可知,粒子在$2\;\rm s\sim 4\;\rm s$内受到的电场力是在$0\sim 2\;\rm s$内受到电场力的两倍,则粒子在$2\;\rm s\sim 4\;\rm s$内的加速度是在$0\sim 2\;\rm s$内加速度的两倍,故$\rm B$错误;

$\rm ACD$.由图像可知,粒子在$0\sim 2\;\rm s$内做匀加速直线运动,$2\;\rm s$后粒子做加速度加倍的匀减速直线运动,在$3\;\rm s$末,粒子速度减为$0$,此时带电粒子离出发点最远;接着在$3\;\rm s\sim 4\;\rm s$内反向做匀加速直线运动,$4\;\rm s\sim 6\;\rm s$做匀减速直线运动,根据对称性可知,在$6\;\rm s$末粒子刚好回到出发点,且速度为零;所以粒子将做往返运动。且$0\sim 6\;\rm s$内粒子的初末位置相同,则根据$W=qEx$可知,电场力做功为零,故$\rm AD$正确,$\rm C$错误。

故选:$\rm AD$

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如图所示,在平面直角坐标系第三象限存在竖直向上的匀强电场,场强大小为;第二象限存在水平向右的匀强电场,场强大小也为;第一象限存在水平向左的匀强电场,场强大小为。一质量为、电荷量为的正离子从 点由静止释放,点位置坐标为(,),不计该离子的重力。 如图甲所示,粒子射线管由平行于轴的平行金属板、组成,、板长度和板间距均为,、板中间有平行于轴的绝缘细管,开口在轴上。粒子源放置在极板左下端,可以沿特定方向发射粒子。当、板加上某一电压时,粒子刚好能以速度水平进入细管,保持速度不变,再进入静电分析器中做匀速圆周运动,已知静电分析器中电场线的方向均沿半径方向指向圆心,粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为。之后粒子垂直轴进入第四象限(此时对应图乙时刻),施加如图乙所示沿轴方向的交变电场。规定沿轴正方向为电场正方向。已知粒子电荷量大小为,质量为,重力不计。求: 如图甲所示,、两极板与交变电源相连,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示, 板的电势为,质量为,电荷量为的电子仅在电场力作用下,在 时刻从 板的小孔处由静止释放进入两极板间运动,恰好能到达板,则 如图甲所示,真空中相距的两块平行金属板、与电源连接,板接地,板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量为电荷量为的粒子在时刻从紧临板小孔处无初速度释放,粒子恰好不能到达板,粒子重力不计。求: 在如图甲所示的平行板电容器、两板上加上如图乙所示的交流电压,开始时板的电势比板的高。这时在两板中间的电子由静止在静电力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下列说法正确的是(不计电子重力) 平行板间加如图乙所示的周期性变化的电压,时板带正电,如图甲所示,一带正电的粒子紧靠板,从时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。粒子运动的速度时间图像正确的是
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