人教版 (新课标)选修39 带电粒子在电场中的运动练习

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A级 抓基础
1．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( )
A．一定是匀变速运动
B．不可能做匀减速运动
C．一定做曲线运动
D．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动
答案：A
2．下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系中，说法正确的是( )
A．带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速度方向一定与电场线方向相同
B．带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合
C．带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合
D．带电粒子在电场中的运动轨迹可能与电场线重合
答案：D
3．带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其他力的作用)( )
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
4．(多选)如图所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中．设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定( )
A．油滴在电场中做抛物线运动
B．油滴在电场中做匀加速直线运动
C．油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离
D．油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还取决于油滴的比荷
解析：粒子从静止开始，受重力和电场力作用，两个力都是恒力，所以合力是恒力，粒子在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，选项B、D对．
答案：BD
5.如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求A、B两点间的电势差．
解析：电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动．根据运动的分解可知，电子在垂直于场强方向上做匀速直线运动．将B点的速度分解(如图)．
v＝eq \f(v0,cs 60°)＝2v0.
电子从A运动到B，由动能定理得－eUAB＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)，UAB＝－eq \f(3mveq \\al(2,0),2e).
B级 提能力
6．在如图所示平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)( )
A．电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动
B．电子一直向A板运动
C．电子一直向B板运动
D．电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动
答案：C
7.如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么( )
A．微粒带正、负电荷都有可能
B．微粒做匀减速直线运动
C．微粒做匀速直线运动
D．微粒做匀加速直线运动
答案：B
8．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )
A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4
C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1
答案：A
9．如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0＝4×106 m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e＝1.6×10－19 C，电子质量m＝0.91×10－30 kg，求：
(1)电子在C点时的动能；
(2)O、C两点间的电势差大小．
解析：(1)依据几何三角形解得：电子在C点时的速度为：vt＝eq \f(v0,cs 30°).①
而Ek＝eq \f(1,2)mv2，②
联立①②得：Ek＝eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(v0,cs 30°)))eq \s\up12(2)＝9.7×10－18 J.
(2)对电子从O到C，由动能定理，有
eU＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,t)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0).③
联立①③得：U＝eq \f(m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(veq \\al(2,t)－veq \\al(2,0))),2e)＝15.2 V.