鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 带电粒子在电场中的运动精品精练

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第4节 带电粒子在电场中的运动

1. 如图所示，M、N是真空中的两块相距为d的平行金属板．质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板．如果要使这个带电粒子到达距N板d/3后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)(　　)

A．使初速度减为原来的1/3

B．使M、N间电压提高到原来的2倍

C．使M、N间电压提高到原来的3倍

D．使初速度和M、N间电压都减为原来的2/3

2. 喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室后带负电，以平行于极板方向的速度飞入极板间的匀强电场，最终打在纸上，则微滴在极板间（　　）

A.向负极板偏转

B.电势能逐渐增大

C.运动轨迹是抛物线

D.运动轨迹与带电量无关

3. 如图所示是一个示波管工作的原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两个平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏转量(h/U)叫示波管的灵敏度，若要提高其灵敏度．可采用下列哪种办法(　　)

A．增大两极板间的电压

B．尽可能使板长l做得短些

C．尽可能使板间距离d减小些

D．使电子入射速度v0大些

4. 如图所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA∶xB＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA∶mB以及在电场中飞行的时间之比tA∶tB分别为(　　)

A．1∶1,2∶3   B．2∶1,3∶2

C．1∶1,3∶4   D．4∶3,2∶1

5.如图所示，一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一束同种带电粒子从P点以相同速度平行于极板射入电容器，最后均打在下极板的A点，若将上极板缓慢上移，则(　　)

A．粒子打在下极板的落点缓慢左移

B．粒子打在下极板的落点缓慢右移

C．粒子仍然打在下极板的A点

D．因粒子的电性未知，无法判断粒子的落点

6. 如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点．若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则(　　)

A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变

B．金属板A、B间的电压减小

C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同

D．乙电子运动到O点的速率为2

7. [多选] 如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电油滴，在平行于纸面的匀强电场中由静止沿斜向右下方做直线运动，其轨迹与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是(　　)

A．电场强度的最小值等于

B．电场强度的最大值等于

C．带电油滴的机械能可能增加

D．电场力可能对带电油滴不做功

8. [多选]带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，下列说法正确的是(　　)

A.粒子在a点时的加速度比在b点时的加速度小

B.从a到b过程中，粒子的电势能一直减小

C.无论粒子带何种电荷，经b点时的速度总比经a点时的速度大

D.电场中a点的电势一定比b点的电势高

9. 如图所示是直线加速器的一部分，A、B接在电压大小为U、极性随时间t周期性变化的电源上。一质量为m、电量为e的电子，以初速度进入第3个金属圆筒左侧的小孔，此后在每个筒内均做匀速直线运动，时间恰好都为t，在每两筒的缝隙间利用电场加速，时间不计。试计算确定3个筒各自的长度以及电子从第5个金属圆筒出来时的速度。

10.如图所示，A为粒子源，F为荧光屏。在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2。现分别有质子和粒子（氦核）由静止从A发出，经加速后以水平速度进入C、D间，忽略粒子所受的重力，它们能打到F的同一位置上吗？为什么？

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第4节 带电粒子在电场中的运动

参考答案

1.D  2.C  3.C   4. D   5.C    6.C    7.CD    8.AC

9. 解：设第3、4、5个金属筒的长度分别为l3、l4、l5，电子进入第4、5个金属筒的速度分别为v1、v2，则l3=v0t，

l4=v1t，l5=v2t。

由功能关系，可得第3、4两个筒之间eU=-，

第4、5两个筒之间eU=，

联立以上各式，可得l3=v0t，

l4=，l5=。

电子从第5个金属筒出来的速度v2=。

10. 解：它们能打到F的同一位置上，理由如下：

在加速电场中，由动能定理，

得qU1=。

两个粒子在CD间的偏转电场中做类平抛运动，有

水平方向：D=v0t，

竖直方向：y=，

根据牛顿第二定律，

有a=，

解得y=，

设速度偏角为θ，则tan θ=

由此可知，故质子和粒子能打到F的同一位置上。