帶電粒子在交變電場中的偏轉(zhuǎn)一、單選題制造納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行金屬板,如圖所示,加在A、B間的電壓做周期性變化,其正向電壓為,反向電壓為,電壓變化的周期為2T,如圖所示。在時(shí),有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以初速度垂直電場方向從兩極板正中間射入電場,在運(yùn)動(dòng)過程中未與極板相撞,且不考慮重力的作用,則下列說法中正確的是A. 且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場,則應(yīng)滿足的條件是
B. 且電子恰好在4T時(shí)刻從A板邊緣射出電場,則其動(dòng)能增加
C. 且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場,則射出時(shí)的速度為
D. 且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場,則射出時(shí)的速度為實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置研究電子在平行金屬板間的運(yùn)動(dòng).將放射源P靠近速度選擇器,速度選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場強(qiáng)度為E,P能沿水平方向發(fā)出不同速率的電子,某速率的電子能沿直線通過速度選擇器,再沿平行金屬板A、B的中軸線射入板間.已知水平金屬板長為L、間距為d,兩板間加有圖乙所示的交變電壓,電子的電荷量為e,質(zhì)量為電子重力及相互間作用力忽略不計(jì)以下說法中不正確的有A. 沿直線穿過速度選擇器的電子的速率為
B. 只增大速度選擇器中的電場強(qiáng)度E,沿中軸線射入的電子穿過AB板的時(shí)間變長
C. 時(shí)刻進(jìn)入A、B板間的電子恰能水平飛出,則飛出方向可能沿
D. 時(shí)刻進(jìn)入金屬板間A、B的電子恰能水平飛出,則2,在真空中有水平放置的兩個(gè)平行、正對金屬平板,板長為l,兩板間距離為d,在兩極板間加一交變電壓如圖乙,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以速度接近光速的從兩極板左端中點(diǎn)沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之間。若電子經(jīng)過兩極板間的時(shí)間相比交變電流的周期可忽略不計(jì),不考慮電子間的相互作用和相對論效應(yīng),則    A. 當(dāng)時(shí),所有電子都能從極板的右端射出
B. 當(dāng)時(shí),將沒有電子能從極板的右端射出
C. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為12
D. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示.時(shí)刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度沿中線射入兩板間,時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬邊緣飛出.微粒運(yùn)動(dòng)過程中未與金屬板接觸.重力加速度的大小為g,關(guān)于微粒在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述,正確的是A. 末速度大小為 B. 重力勢能減小了mgd
C. 克服電場力做功為mgd D. 末速度沿水平方向如圖所示,兩塊平行金屬板MN間的距離為d,兩板間電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,電壓的絕對值為,時(shí)刻M板的電勢比N板低。在時(shí)刻有一個(gè)電子從M板處無初速釋放,并在時(shí)刻恰好到達(dá)N板。電子的電荷量為e,下列說法正確的是A. 時(shí)刻釋放電子,電子將一直向N板運(yùn)動(dòng),最終到達(dá)N
B. 時(shí)刻釋放電子,電子先向N板運(yùn)動(dòng),后反向運(yùn)動(dòng),最終到達(dá)M
C. 時(shí)刻釋放電子,電子時(shí)而向N板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向M板運(yùn)動(dòng),最終到達(dá)N
D. 時(shí)刻釋放電子,時(shí)刻到達(dá)N在真空中有水平放置的兩個(gè)平行、正對金屬平板,板長為l,兩板間距離為d,在兩極板間加一電壓如圖乙,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以速度從兩極板左端中點(diǎn)沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之間。若電子經(jīng)過兩極板間的時(shí)間相比電壓變化的周期可忽略不計(jì),不考慮電子間的相互作用和相對論效應(yīng),則    A. 當(dāng)時(shí),所有電子都能從極板的右端射出
B. 當(dāng)時(shí),將沒有電子能從極板的右端射出
C. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為12
D. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1在一對很大的平行正對金屬板間可形成勻強(qiáng)電場,通過改變兩金屬板間的電壓,可使其間的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t按如圖所示的規(guī)律變化.在這個(gè)電場中間,有一個(gè)帶電粒子從時(shí)刻由靜止釋放,若帶電粒子只受電場力作用,且運(yùn)動(dòng)過程中不接觸金屬板,則下列說法中正確的是A. 帶電粒子一定只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)
B. 內(nèi),電場力的沖量等于0,電場力的功小于0
C. 末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)
D. 內(nèi),電場力的沖量等于0真空室中有如圖1所示的平行板電容器,電子持續(xù)以速度沿極板M、N的中心軸線射入,M、N板長均為L,M、N兩板間的電壓隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示.不計(jì)電子重力,若不同時(shí)刻射入的電子都能通過兩極板間,則電子飛出時(shí)的最小偏轉(zhuǎn)位移和最大偏轉(zhuǎn)位移之比為   A.  B.  C.  D. 二、多選題如圖甲所示,兩平行金屬板MN、PQ的板長和板間距離相等,板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場,電場方向與兩板垂直,不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向源源不斷地射入電場,粒子射入電場時(shí)的初動(dòng)能均為。已知時(shí)刻射入電場的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場。則A. 所有粒子都不會(huì)打到兩極板上
B. 所有粒子最終都垂直電場方向射出電場
C. 運(yùn)動(dòng)過程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過
D. 只有1,2時(shí)刻射入電場的粒子才能垂直電場方向射出電場如圖所示,A,B表示真空中水平放置相距為d的平行金屬板,板長為L,兩板加電壓后板間電場可視為勻強(qiáng)電場,現(xiàn)在A,B兩極間加上如圖乙所示的周期性的交變電壓,在時(shí),恰有一質(zhì)量為m、電量為q的粒子在板間中央沿水平方向以速度射入電場,忽略粒子重力,下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表述正確的是A. 粒子在垂直于板的方向的分運(yùn)動(dòng)不可能是單向運(yùn)動(dòng)
B. 粒子在垂直于板的方向的分運(yùn)動(dòng)可能是往復(fù)運(yùn)動(dòng)
C. 粒子不可能沿與板平行的方向飛出
D. 只要電壓周期T的值同時(shí)滿足一定條件,粒子可以沿與板平行的方向飛出實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置研究電子在平行金屬板間的運(yùn)動(dòng).將放射源P靠近速度選擇器,速度選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場強(qiáng)度為E,P能沿水平方向發(fā)出不同速率的電子,某速率的電子能沿直線通過速度選擇器,再沿平行金屬板A、B的中軸線射入板間.已知水平金屬板長為L、間距為d,兩板間加有圖乙所示的交變電壓,電子的電荷量為e,質(zhì)量為電子重力及相互間作用力忽略不計(jì)以下說法中正確的有A. 沿直線穿過速度選擇器的電子的速率為
B. 只增大速度選擇器中的電場強(qiáng)度E,沿中軸線射入的電子穿過A、B板的時(shí)間變長
C. 時(shí)刻進(jìn)入A、B板間的電子恰能水平飛出,則飛出方向可能沿
D. 時(shí)刻進(jìn)入金屬板間A、B的電子恰能水平飛出,則2,圖甲為兩水平金屬板,在兩板間加上周期為T的交變電壓u,電壓u隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示。質(zhì)量為m、重力不計(jì)的帶電粒子以初速度沿中線射入兩板間,經(jīng)時(shí)間T從兩板間飛出。下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的描述正確的是A. 時(shí)入射的粒子,離開電場時(shí)偏離中線的距離最大
B. 時(shí)入射的粒子,離開電場時(shí)偏離中線的距離最大
C. 無論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子,離開電場時(shí)的速度方向都沿水平方向
D. 無論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子,離開電場時(shí)的速度大小都相等如圖1所示,電子從陰極由靜止飛出,經(jīng)過加速電壓為的電場加速后,電子沿平行板電容器的中線進(jìn)入平行板電容器中。已知平行板電容器的板長和板間距離均為,下極板接地,電容器右端到熒光屏的距離也是?,F(xiàn)在電容器極板間接一交變電壓,上極板的電勢隨時(shí)間變化的圖像如圖2所示每個(gè)電子穿過平行板電容器的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電子穿過平行板電容器的過程中電壓是不變的,電子的重力忽略不計(jì),則下列說法正確的是
A. 時(shí)刻,電子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏移量為3cm
B. 時(shí)刻,電子打在熒光屏上的位置到O點(diǎn)的距離為
C. 熒光屏上有電子打到的區(qū)間長度為15cm
D. 熒光屏上有電子打到的區(qū)間長度為30cm如圖甲所示,長為L、間距為d的兩金屬板MN、PQ水平放置,ab為兩板的中心線,一群相同的帶電粒子先后以相同的速度a點(diǎn)沿中心線水平射入,現(xiàn)將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上,已知時(shí)刻入射的粒子恰好從上極板邊緣N點(diǎn)水平射出,不計(jì)重力和粒子之間的相互作用。則下列判斷正確的是圖甲中所標(biāo)為時(shí)電勢正負(fù)A. 圖乙中電壓值
B. 任意時(shí)刻射入電場的粒子,離開電場時(shí)速度均為
C. 時(shí)刻射入電場的粒子,離開電場時(shí)到MN板距離為
D. 時(shí)間連續(xù)射入電場的粒子,離開電場時(shí)的位置恰好分布在NQ兩點(diǎn)之間
答案和解析1.【答案】C
 【解析】解:AC、電子在時(shí)間內(nèi)垂直于極板方向做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度的大小;位移;在時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng),后反向做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度的大小,初速度的大小;勻減速運(yùn)動(dòng)階段的位移;依據(jù)題意 解得;時(shí)刻,電子沿電場方向的分速度;在2T時(shí)刻射出電場的速度,故A錯(cuò)誤,C正確;
BD、,電子在豎直方向的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示;

時(shí)刻,沿電場方向的分速度為0,射出速度等于,所以動(dòng)能增加量為0;
同理若且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場,則射出時(shí)的速度也為,故BD錯(cuò)誤;
故選:C。
電子在時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),在時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng),后反向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),電子不能到達(dá)極板A的條件為電子運(yùn)動(dòng)位移之和小于板間距離的一半;時(shí),畫出電子在沿電場方向的速度圖象,再進(jìn)行求解。
電子在交變電場中的變加速運(yùn)動(dòng)問題是考查的熱點(diǎn),重要的是分析清楚電子的運(yùn)動(dòng)情景,同時(shí)這種問題運(yùn)算量較大,過程較為復(fù)雜,給學(xué)生造成較大的難度。
2.【答案】B
 【解析】【分析】
由速度選擇器的原理判斷穿過速度選擇器的電子速度,及增大場強(qiáng)后,電子穿過其中的時(shí)間變化;由電子在電場中的受力及運(yùn)動(dòng)情況判斷其是否能沿水平飛出;若時(shí)刻進(jìn)入金屬板間A、B的電子恰能水平飛出,則由其受力及運(yùn)動(dòng)情況判斷其飛行的時(shí)間,由此解得交變電壓的周期。
本題主要考查速度選擇器的原理及電子在電場中的運(yùn)動(dòng),熟悉其受力及運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵,有一定難度。
【解答】
A.電子飛入速度選擇器后,若能沿直線穿過,則其受的電場力與洛倫茲力平衡,故有:,解得沿直線穿過速度選擇器的電子的速率為:,故A正確;
B.只增大速度選擇器中的電場強(qiáng)度E,由以上分析可知,電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的水平速度增大,又由于電子在沿中軸線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),故其沿中軸線射入的電子穿過A、B板的時(shí)間變短,故B錯(cuò)誤;
C.時(shí)刻,,A板電勢高,進(jìn)入電場的電子受的電場力方向豎直向上;進(jìn)入AB板間的電子若恰能水平飛出,則由其受力可知,電子在沿電場線方向先做初速度為零的變加速運(yùn)動(dòng),后電場反向,受力反向,又做變減速,直到豎直方向的速度減為零,此時(shí)電子若未出電場,繼續(xù)受到反向的電場力,又開始沿反向加速,之后又受到正向的電場力,繼續(xù)沿反向做減速,若恰到中軸線,其沿電場方向的速度減為零,則電子飛出方向一定沿C正確;
D.由以上分析可知,若時(shí)刻進(jìn)入金屬板間A、B的電子恰能水平飛出,則電子在沿電場的方向上必先加速,后減速,直到豎直速度減為零,故由其受力的對稱性可知,其在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:2,,由電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),故有:,聯(lián)立解得交流電的周期為:2,,故D正確。
由于本題選擇錯(cuò)誤答案,故選B。
3.【答案】A
 【解析】【分析】
該題考查了帶電粒子的類平拋運(yùn)動(dòng),和平拋運(yùn)動(dòng)具有相同規(guī)律,因此熟練掌握平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解決這類問題的關(guān)鍵。電子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),電子出極板的臨界條件是偏轉(zhuǎn)距離為,根據(jù)有電子飛出的臨界電壓可以求出有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比。
【解答】
當(dāng)由電子恰好飛出極板時(shí)有:,,由此求出:,當(dāng)電壓大于該最大值時(shí)電子不能飛出,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.當(dāng),根據(jù)交變電壓圖像可知,一個(gè)周期內(nèi)有的時(shí)間電壓低于臨界電壓,因此有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為11,故C錯(cuò)誤。
D.當(dāng)時(shí),根據(jù)交變電壓圖像可知,一個(gè)周期內(nèi)有的時(shí)間電壓低于臨界電壓,因此有電子從極板右端射出的時(shí)間與無電子從極板右端射出的時(shí)間之比為,即,故D錯(cuò)誤。
故選A。
4.【答案】D
 【解析】【分析】時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),重力和電場力相等,內(nèi),微粒做平拋運(yùn)動(dòng),時(shí)間內(nèi),微粒豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),水平方向上仍然做勻速直線運(yùn)動(dòng),結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解。解決本題的關(guān)鍵知道微粒在各段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,抓住等時(shí)性,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解.知道在內(nèi)和時(shí)間內(nèi)豎直方向上的加速度大小相等,方向相反,時(shí)間相等,位移的大小相等。
【解答】
AD時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),則有:,內(nèi),微粒只受到重力,粒子做平拋運(yùn)動(dòng),下降的位移:時(shí)間內(nèi),微粒的加速度,方向豎直向上,微粒在豎直方向上向下做勻減速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻豎直分速度為零,所以末速度的方向沿水平方向,大小為,故A錯(cuò)誤,D正確;B.微粒在豎直方向上向下運(yùn)動(dòng),位移大小為,則重力勢能的減小量為,故B錯(cuò)誤;
C.內(nèi)和時(shí)間內(nèi)豎直方向上的加速度大小相等,方向相反,時(shí)間相等,則位移的大小相等,為,整個(gè)過程中克服電場力做功為,故C錯(cuò)誤。
故選D。
5.【答案】B
 【解析】解析時(shí)刻釋放電子,在電子向N板加速,在N板減速;M板加速;M板減速,以后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),因向N板運(yùn)動(dòng)的位移等于向M板運(yùn)動(dòng)的位移,則電子最終不能到達(dá)N板,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。時(shí)刻釋放電子,在電子向N板加速,在N板減速;M板加速;M板減速,因向M板的總位移大于向N板的總位移,則電子最終到達(dá)M板,選項(xiàng)B正確;同理時(shí)刻釋放電子,電子時(shí)而向N板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向M板運(yùn)動(dòng),但是由于每個(gè)周期內(nèi)向N板運(yùn)動(dòng)的位移小于向M板運(yùn)動(dòng)的位移,則最終到達(dá)M板,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;時(shí)刻釋放電子,電子先向N板運(yùn)動(dòng),再向M板運(yùn)動(dòng),向N板運(yùn)動(dòng)時(shí)間長,利用位移公式可知,經(jīng)過一個(gè)周期,電子向N板移動(dòng)間距的,因?yàn)殡娮邮怯蟹祷剡\(yùn)動(dòng),所以不到6個(gè)周期電子到達(dá)N板,D錯(cuò)誤。答案
6.【答案】A
 【解析】
7.【答案】D
 【解析】【分析】
由圖象可知,電場強(qiáng)度的大小與方向的變化,當(dāng)帶電粒子由靜止釋放僅在電場力作用下,根據(jù)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系可確定運(yùn)動(dòng)情況。
本題帶電粒子在周期性變化的電場中運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵之處是電場強(qiáng)度大小不一,導(dǎo)致加速度不一,所以失去對稱性;若電場強(qiáng)度大小相同,則帶電粒子一直同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng);從圖象與坐標(biāo)軸所圍面積的含義分析電場力的沖量。 
【解答】
帶電粒子在勻強(qiáng)電場中受到的電場力,其沖量,可見,電場力的沖量與圖象與橫軸所圍面積成正比注意所圍圖形在橫軸之上和橫軸之下時(shí)的面積符號相反
帶電粒子在前1秒勻加速運(yùn)動(dòng),在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速,所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng),帶電粒子在平行正對金屬板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),末帶電粒子不能回到原出發(fā)點(diǎn),故AC錯(cuò)誤;
由圖象與橫軸所圍面積表示與沖量成正比的量可知,內(nèi),電場力的沖量不等于0,內(nèi),電場力的沖量等于0,故B錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
8.【答案】B
 【解析】【分析】
本題考查了帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng),知道粒子在水平方向勻速,豎直方向分段分析是解題的關(guān)鍵。
根據(jù)題設(shè)得出電子在電容器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,將問題轉(zhuǎn)化為求這段時(shí)間內(nèi)電子的豎直位移的最大值與最小值。
【解答】
電子進(jìn)入電場后水平方向勻速,用時(shí)為,恰好等于交變電壓的周期,故電子在平行板間運(yùn)動(dòng)時(shí)必然經(jīng)歷兩個(gè)過程。
在豎直方向,有電壓U時(shí),做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度為,沒有電壓是將靜止或勻速。
當(dāng)電子豎直方向靜止后勻加速時(shí),偏轉(zhuǎn)位移最小為:;
當(dāng)電子豎直方向加速后勻速時(shí),偏轉(zhuǎn)位移最大為:;
故最小偏轉(zhuǎn)位移和最大偏轉(zhuǎn)位移之比為:,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
9.【答案】ABC
 【解析】【分析】
粒子在平行極板方向不受電場力,做勻速直線運(yùn)動(dòng);時(shí)刻射入電場的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向射入電場,沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場,豎直方向分速度變化量為零,根據(jù)動(dòng)量定理,豎直方向電場力的沖量的矢量和為零。
本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解、帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng),意在考查考生對類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握情況,以及分析多過程問題的能力。
【解答】
帶電粒子在垂直于電場方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在沿電場方向上,做加速度大小不變、方向周期性變化的變速直線運(yùn)動(dòng),由時(shí)刻進(jìn)入電場的粒子運(yùn)動(dòng)情況可知,粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為交變電流周期的整數(shù)倍,在時(shí)間內(nèi)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的加速度,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,同理可分析時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況,所以帶電粒子在沿電場方向的速度v圖線所圍面積成正比時(shí)間軸下方的面積取負(fù)值,而經(jīng)過整數(shù)個(gè)周期,圖象與坐標(biāo)軸所圍面積始終為零,故帶電粒子離開電場時(shí)沿電場方向的速度總為零,故B正確,D錯(cuò)誤;
A.帶電粒子在時(shí)刻射入時(shí),側(cè)向位移最大,故其他粒子均不可能打到極板上,故A正確;
C.當(dāng)粒子在時(shí)刻射入且經(jīng)過T離開電場時(shí),粒子在時(shí)達(dá)到最大速度,此時(shí)兩分位移之比為,即,可得,故粒子的最大速度為,因此最大動(dòng)能為初動(dòng)能的2倍,故C正確。故選ABC
10.【答案】BD
 【解析】【分析】
本題中粒子在變化的電場中做周期性的運(yùn)動(dòng),對粒子運(yùn)動(dòng)的周期進(jìn)行全面的分析是解決該題的關(guān)鍵。
【解答】
粒子在平行于極板的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在垂直于板的方向上粒子受到電場力的作用,做勻變速直線運(yùn)動(dòng).粒子從出發(fā),在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不明確,故A錯(cuò)誤,B正確。
若粒子在其中時(shí)刻從右端離開電場,此時(shí)粒子沿電場方向的分速度恰好為0,粒子就可沿與板平行的方向飛出,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD
11.【答案】ACD
 【解析】【分析】沿直線穿過速度選擇器的電子受到的電場力和洛倫茲力平衡,電子進(jìn)入AB板間水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向受到電場力作用,做變加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性分析時(shí)間。
【解答】電子沿直線穿過速度選擇器,,得,故A正確;
B.電子沿中軸線射入,,因E增大,故v變大,電子穿過A、B板的時(shí)間,故時(shí)間變短,故B錯(cuò)誤;
C.時(shí)刻進(jìn)入A、B板間的電子恰能水平飛出,電子在豎直方向的運(yùn)動(dòng)具有對稱性,時(shí)間內(nèi)位移向上,時(shí)間內(nèi)位移向下,時(shí)間內(nèi)豎直方向位移為0,故飛出方向可能沿,故C正確;
D.時(shí)刻進(jìn)入金屬板間A、B的電子恰能水平飛出,每經(jīng)過一個(gè)周期電子豎直方向速度的變化量為0, 2,,,解得:  2,,故D正確;
故選:ACD
12.【答案】ACD
 【解析】解:AB、粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是相同的,時(shí)入射的粒子,在豎直方向先加速,然后減速到0時(shí)恰離開電場區(qū)域,故時(shí)入射的粒子離開電場時(shí)偏離中線的距離最大;時(shí)入射的粒子,在豎直方向先加速,再減速,再反向加速,反向減速到0恰離開電場區(qū)域,此時(shí)刻射入的粒子離開電場時(shí)偏離中線的距離為0,故A正確,B錯(cuò)誤。
C.因?yàn)橛胸Q直方向加速度,因此離開電場時(shí)速度方向不可能都水平,故C正確;
D.因?yàn)椴煌瑫r(shí)刻入射的粒子加速時(shí)間不同,因此離開電場時(shí)的速度大小不一定都相等,故D正確。
故選:ACD
主要考查帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),需要對粒子在電場中進(jìn)行受力分析,然后結(jié)合牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,即可求解.
本題難度不大,需要綜合考慮運(yùn)動(dòng)的合成與分解,以及牛頓第二定律等知識(shí)的綜合.
13.【答案】BD
 【解析】【分析】
本題關(guān)鍵抓住電子經(jīng)過加速電場加速后,在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),能根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解相關(guān)問題,靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解是解題的關(guān)鍵。
由圖象得到時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓,根據(jù)粒子在電場中加速再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)偏轉(zhuǎn)電壓求出電子在電場中的加速度,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)求解即可;根據(jù)電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng),根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的最大偏轉(zhuǎn)距離為,由此根據(jù)類平拋求出從極板邊緣飛出的電子的偏轉(zhuǎn)電壓,根據(jù)幾何知識(shí)求解打在屏上的電子區(qū)間。
【解答】由圖知時(shí)偏轉(zhuǎn)電壓為,設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e電子在加速電場中加速:,得電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在電場力作用下產(chǎn)生的加速度:,電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:所以電子偏轉(zhuǎn)距離:
設(shè)電子打在屏上的點(diǎn)距O點(diǎn)距離為Y,根據(jù)相似三角形得,解得,故A錯(cuò)誤,B正確;設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓為時(shí),剛好打在板上有:可得可見電子的最大側(cè)移為,從偏轉(zhuǎn)電場中射出好像從電場中點(diǎn)射出,由幾何知識(shí)得所以熒光屏上電子能打到的區(qū)間長為,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
14.【答案】BCD
 【解析】分析:
根據(jù)粒子水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)分析可得結(jié)果。
解答:粒子射入電場在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上前半個(gè)周期內(nèi)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),電場力做正功;在后半個(gè)周期內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),電場力做負(fù)功豎直速度又減小為零,故從MN邊緣離開電場時(shí)速度是水平方向的,故A正確;
B.在時(shí)刻,粒子在水平方向上的分速度為v,因?yàn)閮善叫薪饘侔?/span>MNPQ的板長和板間距離相等,則有
則時(shí)刻
根據(jù)平行四邊形定則知,粒子的速度為
B正確;
C.當(dāng)該粒子在時(shí)刻以速度v進(jìn)入電場,則此時(shí)粒子豎直方向上在電場力的作用下,先做勻加速,再勻減速,接著再勻加速和勻減速后回到中線位置,其兩板間最大偏移量為
C錯(cuò)誤;
D.若該粒子的入射速度變?yōu)?/span>2v,則此時(shí)粒子通過金屬板的時(shí)間為
則在電場力不變的情況下,根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對稱性可知,粒子偏轉(zhuǎn)的位移為,故D錯(cuò)誤;
故選AB。
 

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