新学考计算题特训带电粒子在电场中的运动

浙江良品图书有限公司精彩三年学考尖峰物理新学考计算题特训3带电粒子在电场中的运动1．如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧虚线所在处场强为E，方向如图所示；离子质量为m、带电荷量为q，QN＝2d，PN＝3d，离子重力不计。(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小。(2)若离子恰好能打在Q点上，求矩形区域QNCD内匀强电场的场强E0的值。2．(2021·杭州五校联盟高二)电荷量为q＝2×10－4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度g取10m/s2，求：(1)物块的质量m。(2)物块与水平面之间的动摩擦因数。(3)物块运动2s过程中，其电势能的改变量。

【答案】(1)1kg

(2)0.4

(3)电势能减少14J或ΔEp＝－14J3．如图所示，一负离子从静止开始经加速电场加速后，获得水平速度v0，从水平放置的一对平行金属板正中间射入偏转电场中。已知负离子的电荷量大小为q，质量为m，偏转金属极板长为L，两极板间距为d，P是下板中心的小孔。(1)求加速电场两端的电压Ux。(2)若离子恰能从P孔飞出偏转电场，求水平金属板间所加的偏转电压U。(3)在(2)的情况下，离子从P孔飞出时的动能Ek为多少？4．流式细胞仪是对细胞进行自动分析和分选的装置。让细胞样本液滴带不同的电荷(标记荧光素的细胞液滴带电荷量为－q；未标记荧光素的细胞液滴带电荷量为＋q；未含有细胞的液滴则不带电荷)，当液滴流经竖直放置的偏转板时，在高压偏转电场U和重力的作用下，落入各自的收集容器(位于偏转电场底部)，从而实现细胞的分离。设液滴质量均为m，并无初速度进入高压偏转电场，高压偏转电场宽度为d，高度为h，重力加速度为g(液滴、收集容器均可看作质点，不计液滴之间的相互作用)。求：(1)落入收集容器c的液滴的加速度大小。(2)落入收集容器a的液滴偏转的距离。5．如图所示电路中，M、N为两块水平放置的金属板，M板与滑动变阻器的滑动端P相连，N板与变阻器的固定端A相连。开关S闭合后，M、N两板间有匀强电场，且其电场的强弱可通过调节P的位置而改变，假定电场仅存在于M、N两板之间。已知M、N两板间距为d，长度均为L；电源电动势为E0，内阻为r，滑动变阻器总电阻为2r。(1)若M、N两板构成的平行板电容器的电容为C，当P处于A、B中点时，求金属板N所带电荷量Q。(2)当P处于A、B中点时，有一带电粒子恰能静止于两板间某处，求该粒子比荷

(3)若将(2)问中的带电粒子以某一速度v从M、N两板右端中点水平射入两板间。现要求无论将滑动端P移至何处，该粒子均能从M、N两板左端射出，则v应满足什么条件？6．在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限区域内有沿y轴正方向(竖直向上)的匀强电场，电场强度大小E0＝50N/C；第Ⅳ象限区域内有一宽度d＝0.2m、方向沿x轴正方向(水平向右)的匀强电场。质量m＝0.1kg、带电荷量q＝＋1×10－2C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入第Ⅰ象限后，从x轴上的A点进入第Ⅳ象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为(0，0.4m)，(0.