
10.5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 課后練 1. 如圖所示,帶電量之比為的帶電粒子A、B,先后以相同的速度從同一點(diǎn)射入平行板電容器中,不計(jì)重力,帶電粒子偏轉(zhuǎn)后打在同一極板上,水平飛行距離之比為,則帶電粒子的質(zhì)量之比以及在電場(chǎng)中飛行時(shí)間之比分別為(??) A. 1:1, 2:3 B. 2:1, 3:2 C. 1:1 ,3:4 D. 4:3, 2:1 2. 如圖所示,M、N是真空中的兩塊平行金屬板,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)M、N間電壓為U時(shí),粒子恰好能到達(dá)N板,如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)M、N板間距的后返回,下列措施中能滿足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)(??) A. 使初速度減為原來(lái)的 B. 使M、N間電壓加倍 C. 使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍 D. 使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的 3. 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))以速度v0逆著電場(chǎng)線方向射入有左邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E(如圖所示),則( ?。? A. 粒子射入的最大深度為 B. 粒子射入的最大深度為 C. 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為 D. 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為 4. 一電子以初速度v0沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,現(xiàn)減小兩板間的電壓,則電子穿越兩平行板所需的時(shí)間(??) A. 隨電壓的減小而減小 B. 隨電壓的減小而增大 C. 與電壓減小與否無(wú)關(guān) D. 隨兩板間距離的增大而減少 5. 如圖所示,a、b兩個(gè)帶正電的粒子以相同的速度先后垂直于電場(chǎng)線從同一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),a粒子打在B板的點(diǎn),b粒子打在B板的點(diǎn),若不計(jì)重力,則(??) A. a的電荷量一定大于b的電荷量 B. b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)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 6. 如圖所示,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時(shí),帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出;當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時(shí),帶電粒子沿②軌跡落到B板中間;設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為( ?。? A. U1∶U2=1∶8 B. U1∶U2=1∶4 C. U1∶U2=1∶2 D. U1∶U2=1∶1 7. 如圖所示,一重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0射入水平放置、距離為d的兩平行金屬板,射入方向沿兩極板的中心線,當(dāng)極板所加電壓為U1時(shí),粒子落在A板上的P點(diǎn),如果將帶電粒子的初速度變?yōu)?v0,同時(shí)將A板向上移動(dòng)后,使粒子由原入射點(diǎn)射入后仍落在P點(diǎn),則極板間所加電壓U2為(??) A. U2=3U1 B. U2=6U1 C. U2=8U1 D. U2=12U1 8. 如圖所示是某示波管的示意圖,電子先由電子槍加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),如果在偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓,則電子束將被偏轉(zhuǎn),并飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).下面措施中能使電子偏轉(zhuǎn)距離變大的是(??) A. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板做得長(zhǎng)一點(diǎn) B. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板做得短一點(diǎn) C. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離做得小一點(diǎn) D. 將電子槍的加速電壓提高 9. 圖甲為示波管的原理圖。如果在電極YY′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化,在電極XX′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化,則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是( ?。? A. B. C. D. 10. 如圖,帶電荷量之比為qA:qB = 1:3的帶電粒子A、B以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā),沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向射入平行板電容器中,分別打在C、D點(diǎn),若OC = CD,忽略粒子重力的影響,則(??) A. A和B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2:1 B. A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為4:1 C. A和B的質(zhì)量之比為1:2 D. A和B的位移大小之比為1:1 11. 如圖所示,邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域abed內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與bc邊平行.電量為q(q>0),動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子重力,則有(??) A. 若粒子恰好從C點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),則離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)粒子動(dòng)能為 B. 若粒子恰好從C點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),則場(chǎng)強(qiáng) C. 若粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能為2Ek,則粒子一定從bc邊離開(kāi)電場(chǎng) D. 若粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能為2Ek,則場(chǎng)強(qiáng) 12. 如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓,AB是一條直徑,空間有勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與水平面平行,在圓上A點(diǎn)有一發(fā)射器,以相同的動(dòng)能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球,小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn),在這些點(diǎn)中,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的小球動(dòng)能最大,由于發(fā)射時(shí)刻不同時(shí),小球間無(wú)相互作用,且∠α=30°,下列說(shuō)法正確的是( ?。? A. 電場(chǎng)的方向與AB平行 B. 電場(chǎng)的方向與AB垂直 C. 小球在A點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向發(fā)射,若恰能落到C點(diǎn),則初動(dòng)能為 D. 小球在A點(diǎn)重直電場(chǎng)方向發(fā)射,若恰能落到C點(diǎn),則初動(dòng)能為 13. 一束電子流經(jīng)U=5 000 V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距離d=1.0 cm,板長(zhǎng)l=5.0 cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩極板間所加電壓的最大值為( ?。? A. 400 V B. 300 V C. 100 V D. 480 V 14. 如圖所示,氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么(??) A. 經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)的過(guò)程中,靜電力對(duì)氚核做的功最多 B. 經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中,靜電力對(duì)三種核做的功一樣多 C. 三種原子核打在屏上的速度一樣大 D. 三種原子核都打在屏的同一位置上 15. 將一帶電粒子以初速度υ0沿水平方向從A點(diǎn)射入方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子從B點(diǎn)飛出電場(chǎng)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向夾角為,電場(chǎng)的水平寬度為L(zhǎng),如圖所示.不計(jì)粒子的重力。設(shè)粒子的質(zhì)量為m,電荷量的絕對(duì)值為q。求 (1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大? (2)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多大? 16. 如圖所示,有一電子(電荷量為e)經(jīng)電壓U0加速后,進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間。若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入,且恰好從B板右邊緣穿出電場(chǎng),求: (1)金屬板A的長(zhǎng)度; (2)電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能。 17. 如圖所示,電子從靜止開(kāi)始被U=180V的電場(chǎng)加速,沿直線垂直進(jìn)入另一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)為E=6000V/m的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),而后電子從右側(cè)離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).已知電子比荷為≈×1011C/kg,不計(jì)電子的重力,偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為L(zhǎng)=6.0×10-2m.求: (1)電子經(jīng)過(guò)電壓U加速后的速度vx的大?。?(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度a的大??; (3)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與進(jìn)入該電場(chǎng)時(shí)的速度方向之間的夾角θ. 18. 如圖所示為研究電子槍中的電子在恒定電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖.在xOy平面的第一象限存在以x軸、y軸及雙曲線y=的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ,電場(chǎng)強(qiáng)度E1=E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ.一電子(電荷量大小為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力)從電場(chǎng)I的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放,恰好從N點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ. (1)求電子通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大??; (2)求電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ中的電場(chǎng)強(qiáng)度的大??; (3)試證明:從AB曲線上的任一位置由靜止釋放的電子都從N點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng). 參考答案 1. D 【詳解】?jī)蓚€(gè)帶電粒子垂直射入電場(chǎng)中做為平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則水平方向有 相等,所以,則得: 豎直方向有: 因?yàn)镋、y、v0相等,則得: 故選D。 2. BD 【詳解】A.粒子剛好能達(dá)到B金屬板時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得 ?qU=0? 現(xiàn)在使帶電粒子能到達(dá)MN板間距的處返回,則電場(chǎng)力做功等于。當(dāng)初速度為,U不變,則帶電粒子動(dòng)能的變化 △Ek=0?=? 小于到達(dá)中點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的功,粒子無(wú)法到達(dá)。故A錯(cuò)誤; B. 電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則帶電粒子運(yùn)動(dòng)到MN板中點(diǎn)時(shí)設(shè)速度為v,則由動(dòng)能定理 與?qU=0?對(duì)比可知 v=0 即帶電粒子到達(dá)M、N板間距的后速度減為零,然后返回,選項(xiàng)B正確; C.電壓變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,則帶電粒子運(yùn)動(dòng)到MN板中點(diǎn)時(shí)設(shè)速度為v′,則由動(dòng)能定理 與?qU=0?對(duì)比可知v′
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