1、 带电粒子在在电场中运动 带电粒子在在电场中运动一、单选题一、单选题1如题图所示，质量为 m 的一价正离子从 A 点射入水平方向的匀强电场，初速度方向与水平方向的夹角 60。当离子运动到电场中的 P 点时速度最小（P 点未画出），且最小速度为 v。不计离子重力，下列说法正确的是（）A电场方向水平向左，=322B电场方向水平向左，=26C电场方向水平向右，=26D电场方向水平向右，=3222如图所示，一质量为、电荷量为（0）的粒子以速度0从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成45角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（）A所用时间为02B速度大小为3
2、0C与点的距离为2 220D速度方向与竖直方向的夹角为303有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符现为了使打在纸上的字迹扩大，下列措施可行的是()A增大墨汁微粒所带的电荷量B增大墨汁微粒的质量C减小极板的长度D减小偏转板间的电压4如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 m 的带电小球，以初速度 v 从 M 点竖直向上运动，通过 N 点时，速度大小为 2v，方向与电场方向相反，则小球从 M 运动到 N 的过程中，动量大小的最小值为（）A55B2 55C3 55D4
3、 555如图所示，三个带电粒子从水平放置的平行带电金属板左侧相同位置，以相同速度0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在下极板上的、三点处，为入射点在下极板上的投影，且=，不计粒子重力及相互间作用力，则落在、三处粒子的比荷之比为（）A36：15：8B36：9：4C9：4：1D1：2：36某种金属板 M 受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的运动方向，速度大小也不相同。如图所示，在 M 旁放置一个金属网 N，在 M、N 之间加电压 U，调节电压 U 的大小观察电流表中的电流大小，则下列说法正确的是（）AU 增大，电流表的读数也增大B加上某一电压 U0时电流表的读数可能为零C所有
4、电子从 M 板到金属网 N 均做匀减速直线运动D将电源的正负极反向时电流表的读数可能为零二、多选题二、多选题7如图所示，水平平行板电容器间距为 d，电源电压恒定。闭合开关 S，板间电场稳定后，一电子以初速度 v 从平行板左端水平射入，经过时间 t 离开平行板间电场时速度与水平方向夹角为，电场力对电子做功为 W，电子在屏上所产生光点的竖直偏移量为 y；若保持开关 S 闭合，将两板间距调整为 2d，电子仍然以初速度 v 水平射入，不计电子重力，则（）A电子通过平行板电容器的时间是 tB平行板间电场对电子做功是12C电子离开平行板间电场时速度与水平方向夹角是12D电子在屏幕所产生的光点的竖直偏移量是
5、128如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球以大小为 v0的初速度从足够长的固定斜面上的A 点水平抛出，经时间 t1落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为 1；第二次加一电场强度大小 E=（g 为重力加速度大小）、方向竖直向下的电场，其他条件不变，结果小球经时间 t2落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为 2。不计空气阻力。下列说法正确的是（）At1=2t2B2t1=t2C1=2D1=229图 1 的平行金属板 M、N 间加有图 2 所示的交变电压，是 M、N 板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。14时，比荷为的带电粒子甲从 O 点沿方向、以0的速
6、率进入板间，32时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在38时刻，带电粒子乙以20的速率沿从 O 点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（）AT 时刻，乙粒子离开电场B乙粒子的比荷为87C甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为 2：3D甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为 1：2三、综合题三、综合题10如图甲所示，金属丝 K 产生的热电子（初速度不计）经 A、B 间的加速电场加速后，沿两水平金属板 C、D 间的中心线射入偏转电场，最后打在竖直荧光屏上。C、D 极板长为，板间距离为 d，荧光屏距 C、D 右端的距离为6。现给 AB 间加
7、一加速电压 UAB，C、D 两板加一交变电压，电压大小为 U、周期 T=20（如图乙所示），设 C、D 间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场。已知电子的质量为 m、电荷量为 e（重力不计），经加速电场加速后以速度0射入偏转电场，且所有电子均能从 C、D 板间射出。试求：（1）A、B 间加速电压 UAB的大小；（2）荧光屏上被电子击中部分的长度 D；（3）到达荧光屏上 O 点的电子动能。11如图，两金属板水平正对放置，间距为 d。两板间有一竖直向下的匀强电场，电场强度为 E。在两板正中间竖直向上放出初速度相同、带电量分别为 q、2q 的两个粒子，它们质量相同。其中粒子抵达上板时速度不变，粒子只
8、能抵达下板。重力加速度为 g。求：（1）粒子质量 m；（2）粒子在电场中运动时间的最大值；（3）取粒子出发点为坐标原点、竖直向上为正方向，建立一维坐标系 y。以 y=0 为重力势能、电势能的零势能面，证明粒子运动到电场中任一位置时其机械能与电势能的总和不变。12如图，ABC 是固定在竖直面内、圆心在 O 点、半径为 R 的绝缘光滑圆弧形轨道，B、C 分别为轨道的最低和最高点，AOB=60，轨道所在空间有竖直方向（未画出场强方向）的匀强电场。现从轨道所在竖直面内距 A 点高度为 2R 的 P 点，以大小 的初速度水平向右抛出一质量为 m、电荷量为 q（q0）的小球，小球恰能在 A 点沿轨道切线进
9、入轨道。小球可视为质点且运动过程中电荷量不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g。（1）求匀强电场的电场强度；（2）小球能否通过 C 点？若能，则求出在 C 点轨道对小球的弹力大小；若不能，则说明理由。答案解析部分答案解析部分1【答案】B2【答案】C3【答案】A4【答案】B5【答案】B6【答案】B7【答案】A,D8【答案】A,C9【答案】A,B,D10【答案】（1）解：A、B 间加速过程 eUAB=12mv02 得 UAB=202（2）解：在 t=nT（n=0，1，2，3，）时刻入射偏转电场的电子=01，1=12211=1，2=12=160联立得=1+2=22320荧光屏上被电子击中部分的长度
10、=2=42320（3）解：电子要达到 O 点，必须在竖直方向经历先加速 t3，后减速 t3，再反向加速 t4，离开偏转电场后，保持匀速运动 t5，整个过程向上的位移和向下的位移大小相等，运动轨迹如图 所以1223 2=1224+4523+4=05=60可得3=4=25=30设电子击中 O 点时速度为 v，则2=20+2=4=122联立解得=1220+2221822011【答案】（1）解：粒子抵达上板时速度不变，可判断粒子带负电，带电量为2q所受合外力为零 2=2（2）解：粒子带电量为+q，在电场中运动的加速度=+=32临界状态粒子抵达上极板时速度减为零0 2=2 32 2=32粒子做类竖直上抛
11、运动，以向上为正2=0max12max2=6+2 33=23(1+2)（3）解：在出发点 y=0：设粒子的初动能0=1202机+电=0+0+电=0粒子在电场中运动到某一位置的动能=122=12022(+)粒子在电场中运动到某一位置的重力势能=机械能机=+=12022(+)+=1202粒子在电场中运动到某一位置的电势能电=机+电=(1202)+=1202=0机械能与电势能的总和不变。12【答案】（1）解：从 P 到 A，小球受重力和电场力共同作用做类平抛运动如图，将小球在 A 点的速度分解，可知速度偏转角为 60由运动学规律有2=260=0由牛顿第二定律有+=将0=，=2代入，联立以上各式解得=4故匀强电场的电场强度大小为4，方向竖直向上（2）解：由题意，小球在 A 点沿轨道切线进入轨道，可知进入时无能量损失假设小球能够到达 C 点。设小球在 C 点的速度大小为，轨道对小球的弹力为 F从 P 到 C，由动能定理有(4)(260)=1221220在 C 点，由牛顿第二定律有(4)+=2联立两式解得=假设成立，小球能通过 C 点。
