2022届高考物理一轮复习专题58带电粒子在交变电场中运动练习含解析

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2.
如图所示，A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计).分别在A、B两板间加四种电压，它们的UAB－t图线如下列选项所示．其中可能使电子到不了B板的是( )
3.
(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像．当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是( )
A．带电粒子将始终向同一个方向运动
B．2s末带电粒子回到原出发点
C．3s末带电粒子的速度为零
D．0～3s内，电场力做的总功为零
4．一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于t＝0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是( )
A.带电粒子只向一个方向运动
B．0～2s内，电场力做功等于0
C．4s末带电粒子回到原出发点
D．2.5～4s内，电场力做功等于0
5．(多选)一束电子射线以很大恒定速度v0射入平行板电容器两极板间，入射位置与两极板等距离，v0的方向与极板平面平行．今以交变电压U＝Umsinωt加在这个平行板电容器上，则射入的电子将在两极板间的某一区域内出现．图中的各图以阴影区表示这一区域，其中肯定错误的是( )
6．将如图所示交变电压加在平行板电容器A、B两极板上，开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，仅在电场力作用下开始运动，设A、B两极板的距离足够大，下列说法正确的是( )
A.电子一直向着A板运动
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动
D．电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动
7．(多选)如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势φ随时间t变化情况如图乙所示．t＝0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t＝2T时，电子回到P点．电子运动中没与极板相碰，不计重力．则( )
A.φ1∶φ2＝1∶2
B．φ1∶φ2＝1∶3
C．在0～2T内，当t＝T时电子的动能最大
D．在0～2T内，电子的电势能减小了eq \f(2e2T2φ eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,md2)
专题58 带电粒子在交变电场中运动
1．AD 在平行金属板之间加上如题图乙所示的交变电压时，因为电子在平行金属板间所受的电场力F＝eq \f(U0e,d)，所以电子所受的电场力大小不变，由牛顿第二定律F＝ma可知，电子在第一个eq \f(T,4)内向B板做匀加速直线运动；在第二个eq \f(T,4)内向B板做匀减速直线运动，在第三个eq \f(T,4)内反向做匀加速直线运动，在第四个eq \f(T,4)内向A板做匀减速直线运动，所以a－t图像如选项图D所示，v－t图像如选项图A所示；又因匀变速直线运动位移x＝v0t＋eq \f(1,2)at2，所以x－t图像应是曲线，B、C错误．
2．B 3.CD 4.D 5.ACD 6.D
7．BCD 0～T内电子以a1＝eq \f(eE1,m)＝eq \f(φ1e,md)向上做匀加速直线运动，x1＝eq \f(1,2)a1T2，v1＝a1T，T～2T内以v1向上匀变速直线运动，x2＝v1T－eq \f(1,2)a2T2，a2＝eq \f(φ2e,md)，2T时刻回到P点，则x1＋x2＝0，解得φ2＝3φ1，B正确；当速度最大时，动能量大，电势能最小，而0～T内电子做匀加速运动，之后做匀减速直线运动，所以在T时刻电势能量小，选项C正确；电子在2T时刻回到P点，此时速度v2＝v1－a2T＝－eq \f(2φ1eT,dm)(负号表示方向向下)，电子的动能为Ek＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＝eq \f(2e2T2φ eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,md2)，根据能量守恒定律有：电场强度的减小量等于动能的增加量，所以选项D正确．