2021学年5 带电粒子在电场中的运动当堂检测题

这是一份2021学年5 带电粒子在电场中的运动当堂检测题，共18页。试卷主要包含了5 带电粒子在电场中的运动等内容，欢迎下载使用。

1.理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转问题。
2.能分析实际生活中带电粒子的加速和偏转问题，并解释相关物理现象。
一、带电粒子的加速
1．带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件：只受电场力作用时，带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同或相反。
2．分析带电粒子加速问题的两种思路
(1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。
(2)利用静电力做功结合动能定理来分析。
二、带电粒子的偏转
1．条件：带电粒子的初速度方向跟电场力的方向垂直。
2．运动性质：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹是一条抛物线。
3．分析思路：同分析平抛运动的思路相同，利用运动的合成与分解思想解决相关问题。
三、示波管的原理
1．构造：示波管主要由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空。
2．原理
(1)给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点。
甲 示波管的结构 乙 荧光屏(从右向左看)
(2)示波管的YY′偏转电极上加的是待测的信号电压，使电子沿YY′方向偏转。
(3)示波管的XX′偏转电极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压(如图所示)，叫作扫描电压，使电子沿XX′方向偏转。
扫描电压
基础过关练
题组一 带电粒子在电场中的加速
1.如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，OA=h，此电子具有的初动能是 ( )

A.edℎUB.edUh
C.eUdℎD.eUℎd
2.如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q时的速率与哪些因素有关的下列解释中正确的是 ( )
A.两极板间的距离越大，加速的时间就越长，则电子获得的速率越大
B.两极板间的距离越小，加速的时间就越短，则电子获得的速率越小
C.两极板间的距离越小，加速度就越大，则电子获得的速率越大
D.与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关
3.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是 ( )
A.IΔleSm2eUB.ISΔlem2eU
C.IeSm2eUD.IΔlem2eU
题组二 带电粒子在电场中的偏转
4.如图所示，两金属板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出。现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板长度应变为原来的 ( )
A.2倍 B.4倍
C.12 D.14
5.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A释放一个带电荷量为+Q(Q>0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v0向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1∶2时，恰好从下极板的端点B射出，则d与L之比为 ( )
A.1∶1B.2∶1
C.1∶2D.1∶3
6.如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
(1)金属板AB的长度；
(2)电子穿出电场时的动能。易错
能力提升练
题组一 带电粒子在恒定电场中的运动
1.()如图所示，示波器的示波管可视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，极板间距为d，且电子被加速前的初速度可忽略，则关于示波器灵敏度[即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量(yU2)]与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是 ( )

A.L越大，灵敏度越高
B.d越大，灵敏度越高
C.U1越大，灵敏度越高
D.U2越大，灵敏度越低
2.()如图所示，A、B两板间加速电压为U1，C、D两板间偏转电压为U2，板间距离为d。一个质量为m的粒子(24He)自A板起由静止相继被加速、偏转，飞离偏转电场时的最大侧移为C、D板间距离的一半，则它的出射速度的大小为 ( )
A.e(2U1+U2)mB.2e(2U1+U2)m
C.e(2U1+U2)2mD.e(U1+U2)m
3.()如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O'点为荧光屏的中心。已知电子质量m=9.0×10-31 kg，电荷量e=1.6×10-19 C，加速电场电压U0=2 500 V，偏转电场电压U=200 V，极板的长度L1=6.0 cm，板间距离d=2.0 cm，极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0 cm(忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字)。求：
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0；
(2)电子打在荧光屏上的P点到O'点的距离h；
(3)电子经过偏转电场过程中静电力对它所做的功W。深度解析
题组二 带电粒子在变化电场中的运动
4.()在平行金属板间加上如图所示周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t=T4时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况，下列选项中，能定性描述粒子运动的速度随时间变化的规律的是 ( )
5.()如图(a)所示的两平行金属板P、Q间加上图(b)所示电压，t=0时，Q板电势比P板高5 V，在两板正中央M点放一电子，初速度为零，电子只受静电力而运动，且不会碰到金属板，则这个电子处于M点右侧、速度向右，且速度逐渐减小的时间段是 ( )
A.0