规划很好卡卡看法习题课:带电粒子在电场中的运动
知识点一 带电粒子在电场中的加速和偏转
1.(多选)如图LX2-1所示,一个质量为m、电荷量为q的粒子从两带电平行板的正中间沿与场强垂直的方向射入,不计粒子所受的重力.当粒子的入射速度为v时,它恰能穿过这一电场区域而不碰到金属板上.现要使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,若只能改变一个物理量,下列做法可行的是( )
图LX2-1
A.使粒子所带的电荷量减小为原来的
B.使两极板间的电势差减小为原来的一半 C.使两板间的距离增加为原来的2倍 D.使两极板的长度减小为原来的一半
2.如图LX2-2所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘沿垂直于电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板的边缘飞出,现在使电子的入射速度变为原来的两倍,使电子仍从原位置射入,若电子仍从正极板的边缘飞出,则两极板的间距应变为原来的( )
A.2倍 B.4倍 C.
D.
图LX2-2
3.氕、氘、氚原子核的初速度为零,经同一电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,如图LX2-3所示.下列说法正确的是( ) A.经过加速电场的过程中,静电力对氚核做的功最多 B.经过偏转电场的过程中,静电力对氚核做的功最多 C.三种原子核打在屏上的速度一样大
D.三种原子核都打在屏的同一位置上 图LX2-3 知识点二 带电粒子在周期性变化的电场中的运动
4.(多选)如图LX2-4甲所示,在A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压.A板的电势为0,一质量为m、电荷量为q的电子在t=时刻进入两极板,仅在静电力作用下,由静止开始运动,恰好能到达B板,则 ( )
1
规划很好卡卡看法图LX2-4
A.A、B两板间的距离为
B.电子在两板间的最大速度为 C.电子在两板间做匀加速直线运动
D.若电子在t=时刻进入两极板,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最终打在B板上 5.(多选)如图LX2-5甲所示,电子静止在两平行金属板A、B间的a点,从t=0时刻开始A、B板间电势差按如图乙所示规律变化,则下列说法中正确的是 ( )
图LX2-5
A.电子可能在极板间做往复运动
B.若t1时刻电子还未从小孔P飞出,则t1时刻电子具有最大动能 C.电子能从小孔P飞出,且飞出时的动能不大于eU0 D.电子不可能在t2~t3时间内从小孔P飞出 知识点三 电场与重力场的综合
6.如图LX2-6所示,在方向水平向右的匀强电场中,细线一端固定,另一端拴一带正电小球,使球在竖直面内绕固定端O做圆周运动.不计空气阻力,静电力和重力的大小刚好相等,细线长为r.当小球运动到图中位置A时,细线在水平位置,拉力FT=3mg.重力加速度大小为g,则小球速度的最小值为 ( ) A. B.2
C. D.
图LX2-6
7.(多选)如图LX2-7所示,M、N是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两板间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E,一质量为m、电荷量为+q的微粒以初速度v0沿竖直向上方向从与两板等距的A点射入匀强电场中,在静电力的作用下垂直打到N板上的C点,已知AB=BC.不计空气阻力,则可知( ) A.微粒在电场中做曲线运动
B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 C.M、N板间的电势差为
D.M、N板间的电势差为 图LX2-7
8.(多选)如图LX2-8所示,一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向
2
规划很好卡卡看法水平向左,不计空气阻力,则小球( ) A.做直线运动 B.做曲线运动
C.速率先减小后增大 D.速率先增大后减小
图LX2-8
9.如图LX2-9所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号的电荷.一带电微粒沿水平方向射入板间,在重力和静电力共同作用下运动,其运动轨迹如图中虚线所示,那么 ( )
A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷 B.微粒从M点运动到N点,其电势能一定增加 C.微粒从M点运动到N点,其动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点,其机械能一定增加 图LX2-9
10. 如图LX2-10所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,一带负电的小球从高为h的A处由静止开始下滑,沿轨道ABC运动后进入圆环内
做圆周运动.已知小球所受静电力是其重力的,圆环半径为R,斜面倾角为θ=53°,
轨道水平段BC长度sBC=2R.若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动,则高度h为 ( ) 图LX2-10 11. A.2R B.4R C.10R D.17R
11.如图LX2-11所示,静止的电子在加速电压U1的作用下从O经加速从P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子射出电场的位置不发生变化,应该 ( ) A.使U2变为原来的2倍 B.使U2变为原来的4倍 C.使U2变为原来的
倍
D.使U2变为原来的
图LX2-11
12.(多选)两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中存在一沿半径方向的电场,如图LX2-12所示.带正电的粒子流由电场区域边缘的M点射入电场,沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一边缘的N点射出,由此可知 ( )
A.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的质量一定相等
B.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的动能一定相等 图LX2-12
C.若入射粒子的比荷相等,则出射粒子的速率一定相等
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规划很好卡卡看法D.若入射粒子的比荷相等,则出射粒子的动能一定相等
13.如图LX2-13所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行.一电荷量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环做无摩擦的圆周运动,若小球经过A点时,速度vA的方向恰与电场方向垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,求: (1)速度vA的大小;
(2)小球运动到与A点对称的B点时对环在水平方向的作用力的大小.
图LX2-13
14.[2017·广东高州中学期中]如图LX2-14所示,在真空中,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy,在x轴上方有一沿x轴正方向的匀强电场E(电场强度E的大小未知).有一质量为m、带电荷量为+q的小球从坐标原点O由静止开始自由下落,当小球运动到P(0,-h)点时,在x轴下方突然加一竖直向上的匀强电场,其电场强度与x轴上方的电场强度大小相等.若小球从P返回到O点与从O点下落到P点所用的时间相等,重力加速度为g,试求: (1)小球返回O点时的速度大小; (2)匀强电场的电场强度E的大小; (3)小球运动到最高点时的位置坐标.
图LX2-14
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