10.5带电粒子在电场中的运动 同步练习（word版含答案）

10.5带电粒子在电场中的运动 习题精选1
一、单选题
1．质量和电荷量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后（　　）
A．比荷大的粒子速度大，电荷量大的粒子动能大
B．比荷大的粒子动能大，电荷量大的粒子速度大
C．比荷大的粒子速度和动能都大
D．电荷量大的粒子速度和动能都大
2．示波管是示波器的核心部件，如图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　）
A．极板X带正电 极板Y带正电
B．极板带正电 极板Y带正电
C．极板X带正电 极板Y带负电
D．极板带正电 极板Y带负电
3．如图边长为L的正方形区域内（包括边界）有场强为E、方向竖直向下的匀强电场，一带电粒子从ad的中点以初速度v0垂直电场方向射入，刚好从c点射出，粒子只受电场力的作用，则下列判断正确的是（ ）
A．粒子带正电，比荷为 B．粒子带负电，比荷为
C．粒子带正电，比荷为 D．粒子带负电，比荷为
4．如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图像。当时，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．4s末带电粒子的速度为零 D．内，电场力做的总功为零
5．如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，不计粒子的重力，则（　　）
A．粒子动能增加量为qU
B．粒子质量
C．在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：1
D．粒子在竖直方向通过前和后的过程中，电场力做功之比为1：1
6．如图所示，加速电场正、负极板之间的电压为，偏转电场板长为，两板间距为。带正电荷的粒子（不计重力）由静止开始经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间进入偏转电场。若要保证带电粒子能从偏转电场中射出，偏转电场两个极板上所加电压的值不能超过（　　）。
A． B． C． D．
7．图为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量）可采取的方法是（　　）
A．减小两板间电势差U2 B．使加速电压U1升高一些
C．尽可能使板长L长些 D．尽可能使板间距离d大一些
8．如图所示，半径为、内壁光滑绝缘的圆轨道竖直放置，场强为E的匀强电场水平向右；当质量为m、带电量为+q的小球静止在圆轨道的A点时，轨道的圆心O与A点的连线与水平面的夹角为37°，、，让小球在圆轨道内做完整的圆周运动，则在A点至少给小球的速度为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
9．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中，下列说法正确的（　　）
A．它们带上同种电荷
B．它们运动的时间tQ=tP
C．它们的动能增加之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶2
D．它们所带的电荷量之比qP∶qQ=1∶2
10．如图所示，空间有范围足够大的匀强电场，电场强度大小为E，方向与水平方向夹角为，一质量为m、电荷量的带正电小球（可视为质点，从A点以初速度竖直向上抛出，经过-段时间后运动到B点，A、B两点在同一电场线上，重力加速度为g，不计空气阻力，带电小球从A点到B点过程中（　　）
A．用时为 B．动能增加
C．电势能减少 D．机械能增加
11．如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加上恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向放置，第一次从小孔O1处从静止释放一个质子，第二次从小孔O1处从静止释放一个α粒子，关于这两个粒子在电场中运动的判断正确的是（　　）
A．质子和α粒子打到感光板上时的速度之比为2∶1
B．质子和α粒子在电场中运动的时间相同
C．质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2
D．质子和α粒子在电场中运动的轨迹重叠在一起
三、解答题
12．如图所示，一带电粒子由静止被电压为的加速电场加速，然后沿着与电场垂直的方向进入另一个电压为的匀强偏转电场，并射出偏转电场。已知粒子的带电量为，质量为；偏转电极长为，极板间距为。不计粒子的重力。求粒子
（1）离开加速电场时的速度大小；
（2）在偏转电场中的运动时间；
（3）射出偏转电场时偏转的角度的正切值。
13．长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：
（1）粒子末速度的大小；
（2）匀强电场的场强；
（3）两板间的距离。
14．如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。求：
（1）电子穿过A板时速度的大小；
（2）电子从偏转电场射出时的偏移量；
（3）若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？
参考答案
1．A2．A3．A4．D5．D6．A7．C8．D9．ABD10．AD11．CD
12．（1） ；（2） ；（3）
【解析】
（1）在加速电场中根据动能定理
解得
（2）在偏转电场中水平方向做匀速运动，则运动时间
解得
（3）射出偏转电场时的竖直分速度
解得
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
(1)粒子离开电场时，合速度与水平夹角30度，由速度关系得合速度
(2)粒子在匀强电场中为类平抛运动，在水平方向上
在竖直方向上
由牛顿第二定律得
解得
（3）粒子做类平抛运动，在竖直方向上
解得
14．（1）v0=；（2）y=；（3）减小U1或增大U2均可使y增大，从而使电子打在P点的上方。
【解析】
（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理得eU1=mv-0
解得v0=
（2）电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为0的匀加速直线运动。由牛顿第二定律和运动学公式有
t=
F=ma
F=eE
E=
y=at2
解得偏移量y=
（3）由竖直方向的偏移量y=
可知，减小U1或增大U2均可使y增大，从而使电子打在P点的上方。