发布时间 : 星期二 文章2020高中物理 第一章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动练习 新人教版选修3-1更新完毕开始阅读
精品
9 带电粒子在电场中的运动
知识点一 带电粒子的加速
1.如图L1-9-1所示,一个平行板电容器充电后与电源断开,从负极板处释放一个电子(不计重力),设其到达正极板时的速度为v1,加速度为a1.若将两极板间的距离增大为原来的2倍,再从负极板处释放一个电子,设其到达正极板时的速度为v2,加速度为a2,则 ( ) A.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2 B.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=1∶2 C.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=∶1
图L1-9-1
D.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2.(多选)[2018·湖北松滋期末]一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度v0逆着电场线方向射入有左边界的匀强电场,场强为E(如图L1-9-2所示),则( ) A.粒子射入的最大深度为
B.粒子射入的最大深度为
图L1-9-2
C.粒子在电场中运动的最长时间为D.粒子在电场中运动的最长时间为
知识点二 带电粒子的偏转
3.如图L1-9-3所示,a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场,a粒子打在B板的a'点,b粒子打在B板的b'点,若不计重力,则 ( ) A.a的电荷量一定大于b的电荷量 B.b的质量一定大于a的质量 C.a的比荷一定大于b的比荷
D.b的比荷一定大于a的比荷 图L1-9-3
4.如图L1-9-4所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入水平放置的两平行板间的匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿轨迹①从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿轨迹②落到B板中间.设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( ) A.U1∶U2=1∶8 B.U1∶U2=1∶4
C.U1∶U2=1∶2 图L1-9-4 D.U1∶U2=1∶1
5.(多选)一台正常工作的示波管,突然发现荧光屏上画面的高度缩小,则产生故障的原因可能是 ( ) A.加速电压偏大 B.加速电压偏小 C.偏转电压偏大 D.偏转电压偏小
6.如图L1-9-5所示,三个电荷量相同、质量相等、重力不计的粒子A、B、C从平行板间电场中的同一点P射入,在电场中的运动轨迹如图中PA、PB、PC所示,则下列说法中正确的是( ) A.三个粒子的加速度关系为aA>aB>aC B.三个粒子的加速度关系为aA 7.如图L1-9-6所示,电子在电势差为U1的电场中由静止加速后,垂直射入电势差为U2的偏转电场.在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是 ( ) 精品 图L1-9-6 A.U1变大,U2变大 B.U1变小,U2变大 C.U1变大,U2变小 D.U1变小,U2变小 8.一束电子流经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场,如图L1-9-7所示.若两板间距离d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上所加电压的最大值为 ( ) A.400V B.300V C.100V D.480V 图L1-9-7 9.(多选)如图L1-9-8所示,在竖直向下的匀强电场中,用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动,以下四种说法中正确的是( ) A.带电小球可能做匀速圆周运动 B.带电小球可能做变速圆周运动 C.带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小 D.带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小 图L1-9-8 10.关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况,下列说法正确的是( ) A.一定是匀变速运动 B.不可能做匀减速运动 C.一定做曲线运动 D.可能做匀变速直线运动,不可能做匀变速曲线运动 11.(多选)如图L1-9-9所示,质量相同的三个分别带正电、负电和不带电的颗粒从水平放置的平行带电金属板左侧以相同的初速度v0沿垂直于电场线的方向射入匀强电场,分别落在带正电荷的下极板上的a、b、c三点.下列判断正确的是 ( ) A.a点的颗粒带正电,c点的带负电,b点的不带电 B.三个颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac C.三个颗粒在电场中运动的时间的关系是ta>tb>tc D.静电力对落在c点的颗粒做负功 图L1-9-9 12.[2017·马鞍山二中期中]某示波管在偏转电极XX'、YY'上不加偏转电压时光斑位于屏幕中心.现给偏转电极XX'、YY'加上如图L1-9-10甲、乙所示的偏转电压,则在光屏上可能的图形为图L1-9-11中的(圆为荧光屏,虚线为光屏坐标) ( ) 图L1-9-10 精品 图L1-9-11 13.[2017·马鞍山二中期中]将一带电粒子以初速度v0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中,粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向的夹角为150°,电场的水平宽度为L,如图L1-9-12所示.不计粒子的重力.设粒子的质量为m,电荷量为q. (1)该匀强电场的电场强度为多大? (2)A、B两点的电势差UAB为多大? 图L1-9-12 14.如图L1-9-13所示,A为粒子源,A和极板B间的加速电压为U1,两水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2,质量为m、电荷量为q的粒子初速度为零,从A被加速电压U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场并能穿过电场区域,平行带电板的长度为L,两板间的距离为d,不计带电粒子的重力,求: (1)带电粒子运动到B板时的速度; (2)带电粒子在C、D极板间运动的时间; (3)带电粒子飞出C、D极板间的电场时在竖直方向上发生的位移y. 图L1-9-13 1.D [解析]电容器充电后与电源断开,再增大两极板间的距离时,场强不变,电子在电场中受到的静电力不变,故a1∶a2=1∶1.由动能定理Ue=mv2得v=,因两极板间的距离增大为原来的2倍,由U=Ed知,电势差U增大为原来的2倍,故v1∶v2=1∶. 2.BD [解析]粒子射入到最右端,由动能定理得Eqxmax=m,最大深度xmax=;由v0=at,a=,可得t=,则粒子在电场中运动的最长时间为,选项B、D正确. 3.C [解析]粒子在电场中做类平抛运动,有h=,得x=v0,由v0 4.A [解析]设粒子水平运动的位移为l,竖直方向的位移为y,两极板间距为d,由y=at2=·得,U=,所以U∝,A正确. 精品 5.AD [解析]画面高度缩小,说明电子从偏转电场射出时偏转角θ减小,由qU0=m,tanθ=,得tanθ=,则引起θ变小的原因可能是加速电压U0偏大或偏转电压U1偏小,A、D正确. 6.D [解析]三个带电粒子的电荷量相同,所受静电力相同,加速度相同,选项A、B错误;三个带电粒子沿电场方向的位移关系为yA=yB>yC,则时间关系为tA=tB>tC,三个带电粒子在平行极板方向的位移关系为xA 8.A [解析]在加速电压一定时,偏转电压U'越大,电子在极板间的偏转距离就越大,当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时,两板间的偏转电压即为所求的最大电压.加速过程中,由动能定理有eU=m,进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动,有l=v0t,在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度a==,偏转距离y=at2,若电子能从两极板间飞出,则y≤,联立解得U'≤=400V,即要使电子能飞出,所加电压的最大值为400V,故选项A正确. 9.ABD [解析]若小球所受静电力与重力平衡,小球做匀速圆周运动,A正确;若小球所受静电力和重力不平衡,小球做变速圆周运动,B正确;若小球所受静电力与重力的合力向上,则小球运动到最低点时,细线拉力最小,运动到最高点时,细线拉力最大,C错误,D正确. 10.A [解析]带电粒子在匀强电场中受到的静电力恒定不变,可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,A正确. 11.BD [解析]三个颗粒在电场中做平抛运动或类平抛运动,水平方向,有x=v0t,竖直方向,有y=at2,由xa [解析](1)设粒子在电场中运动的时间为t,则 水平方向上有L=v0t 竖直方向上有vy=v0tan60°=t 解得E=. (2)由粒子偏转方向可知,粒子带负电,由动能定理得 -qUAB=mv2-m 又知v==2v0 解得UAB=-. 14.(1) (2)L (3) [解析](1)设带电粒子运动到B板的速度为v,根据动能定理得U1q=mv2 解得v=. (2)粒子进入C、D间的电场后,在水平方向做匀速直线运动,有L=vt,故t==L. (3)粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,有Eq=ma,E=,所以a= 粒子进入C、D间的电场后,在竖直方向发生的位移y=at2==.