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高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）
带电粒子在电场中的运动测试卷
（范围：选修3-1第一章第9节）
江苏 张启业
A卷
一、选择题
1.（原创）我们研究的带电粒子是指那些受到的电场力远大于重力的粒子。下列粒子不能忽略重力的是（ ）
A、电子 B、质子 C、氧离子 D、带电小球 答案：D
解析：带电小球受到的重力较大，不能忽略。
2.（原创）带电粒子（不计重力）以初速度v0垂直于电场线方向射入电场，射出电场时速度方向偏离原来的方向θ，如图1所示则射出电场时的速度的大小为（ ）
A、v0 B、v0cosθ C、v0sinθ D、
v0 cos?图1
答案：D 解析：带电粒子在沿着出速度方向做匀速直线运动，在电场方向做匀加速直线运动，所以离开电场时的速度为
v0 cos? 3．（原创）电场力做功，伴随着电势能和动能的转化。如图2所示，一个负电荷从从电场中的A点沿电场线飞到B点的过程中，下列说法正
v 确的是（ ）
A、电场力对电荷做正功 B A
图2 B、电场力对电荷不做功
C、电荷克服电场力做功 D、电势能增加 答案：CD
解析：负电荷受电场力的方向与电场线方向相反，所以电场力做负功，电势能增加。 4．（改编）带电粒子以垂直于电场的方向进入匀强电场中发生偏转时（除电场力外不计其它
马鸣风萧萧
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
力的作用）：（ ）
A、电势能增加，动能增加 B、电势能减小，动能增加 C、电势能和动能都不变 D、上述结论都不正确 答案：B
解析：因为电场力做正功，电势能减小，动能增加。
5.（改编），带电粒子在电场中加速的过程，电场力做功，电势能和动能的相互转化过程。如图3所示，一电子由静止开始从负极板向正极板运动，则关于电子到达正极板时的速率，下列说法正确的是：( )
A、两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大； B、两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大； C、与两板间的距离无关，获得的速度仅与加速电压U有关； D、以上解释都不正确。
答案：C
图3
解析：根据动能定理
Uq?12mv电子获得速度只和加速电压有关。 26．如图4所示，在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球A和B，它们均在水平
向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且始终保持相对静止．设小球A的电荷量为QA，小球B的电荷量为QB，则下列判断正确的是
A．小球A带正电，小球B带负电，且QA>QB B ．小球A带正电，小球B带负电，且QA C．小球A带负电，小球B带正电，且QA>QB D．小球A带负电，小球B带正电，且QA 图4 答案：AD 解析：两个小球必须带异种电荷才能相对静止，必须正电荷量大于负电荷量，才能向右加速运动。 二、非选择题 7．（改编）如图5所示，两平行金属板长l、间距为d，一束电子以相同的速度v0平行板面方向射入平行板之间．为使任何一个电子都无法通过平行板，两板间电压至少 ？（已知电子质量为m、电量为e） 答案：2md2v02/el2 解析：使任何一个电子都无法通过平行板，竖直方向电子的最大位移为d，水平方向匀速运动：l?v0t 竖直方向匀加速运动：d?两式联立可得。 8。(改编)示波管的结构原理如图6所示，电子在电势差为U1 马鸣风萧萧 图5 121Ue2at?t 22dm图6 》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《 的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方 向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，要使电子的偏转角θ变大可采取如何调节U1 ，U2 。 答案：减小；增大 解析：带电粒子在电场中加速后获得速度：U1e?12mv0，在偏转电场中的偏转角为2U2el2U2l2。 tan????2v0dmv02dU19.（改编）如图7所示，两块长均为L的平行金属板M、N与水平面成α角放置在同一竖直平面，充电后板间有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向以初速度v0射人电场，并沿虚线通过电场。则此电场的电场强度为多大？液滴离开电场时的速度为多大？ 答案： vymgcos?2，v0?2glsin? q图7 解答：带电液滴作直线运动，沿电场方向电场力和重力的分力相等。 即：Eq?mgcos?，匀减速运动加速度为a?gsin?，根据匀 Eq 22变速运动的公式v?v0?2ax，即可求出。 mg 答图7 10．（改编）如图8所示，在水平向右的、强度E = 2000V/m的匀强电场中，质量m = 1.73mg的带电粒子以大小v0 = 10m/s、方向和水平方向成30°的初速度从A点射入，发现它恰能做直线运动。以A点所在的等势面为参考平面，电场区域足够大，试求：（1）粒子的电性和电量；（2）粒子沿直线前进的最大距离；（3）粒子可以获得的最大电势能。 答案：负电1.5×10-8C, 2.5m, 6.49×10-5J 解析：(1)粒子受到的电场力与电场线防线方向相反，所以粒子带负电。电场力和重力的合力与运动方向相反，满足Eq?图8 3mg。 Eq （2）粒子的加速度为a?g?2g。所以粒子0sin302v0?2.5m。 前进的距离为x?2a答图8 mg （3）粒子的增加的电势能即为克服电场力做的功。?EP?Eqxcos30?6.49?10J 0?5马鸣风萧萧 》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《 B 卷 一、选择题 1.(改编)当电场力的方向与速度方向不在一条直线上时，粒子做曲线运动。一带电粒子从电 场中运动的径迹如图9中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( ) A．粒子带正电 B．粒子加速度逐渐减小 C．A点场强大于B点场强 D．粒子的速度不断减小 答案：BC 解析：根据运动的轨迹可以看出粒子受到的电场力的方向，与电场线的方向相反，所以粒子带负电。若从A向B运动，电场力做负功，粒子的速度减小，若从B向A运动，速度增大；A点的场强大于B点的场强，所以粒子的加速度逐渐减小。 2．（改编）如图10所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，一初速度v0从A点竖直向上进入方向水平的匀强电场，粒子到达B点时速度方向沿电场 B 线方向，大小为 图9 B A 3v0，则A、B两点的电势差UAB 为： ( ) 2v0 A m q 图10 E 2222mv02mv0mv03mv0A. B. C. D. q2qq8q答案：C 解析：物体在竖直方向上的速度变化是由于要克服重力做功，水平方向的变化时电场力做功 的结果。由动能定理即可求得。 3.（改编）如图11所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，它从上极板M的边缘以初速度v0射入，沿直线运动并从下极板N的边缘射出，则（ ） A．微粒一定做匀速直线运动 B．微粒的电势能减少了mgd M v0 C．两极板的电势差为mgd/q D．M板的电势低于N板的电势 N 答案：AC 图11 解析：由于重力向下，电场力向上，微粒做匀速直线运动，所以电场力和重力大小相等，方向相反。电场力做负功，电势能增加。 4.（改编）示波管的结构模型如图12所示，灵敏度定义为偏移量y与偏转电压U2的比值。一静止电子开始经电压为 马鸣风萧萧 图12
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