人教版（2019）高一物理必修第三册第十章10.5 带电粒子在电场中的运动 -习题

普通高中教科书物理必修第三册第十章第5节
《带电粒子在电场中的运动》习题
执笔：天津市葛沽第一中学 刘李斌
【基础练习】
1．如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是(　　)

A．　　 B．v0＋
C． D．
2．如图所示，在匀强电场(电场强度大小为E)中，一带电荷量为－q的粒子(不计重力)的初速度v0的方向恰与电场线方向相同，则带电粒子在开始运动后，将(　　)

A．沿电场线方向做匀加速直线运动
B．沿电场线方向做变加速直线运动
C．沿电场线方向做匀减速直线运动
D．偏离电场线方向做曲线运动

3．电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场。则电子穿越平行板间的电场所需时间 (　　)
A．随电压的增大而减小
B．随电压的增大而增大
C．与电压的增大无关
D．不能判定是否与电压增大有关

4．让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的 (　　)
A．初速度　　B．初动能　　C．加速度　　D．无法确定
5．(多选)示波管的构造如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(　　)

A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电
C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电
6．一束电子流在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？

[解析]加速过程，由动能定理得eU＝mv ①
进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动l＝v0t ②
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动
加速度a＝＝ ③
偏转距离y＝at2＝ ④
能飞出的条件为y≤ ⑤
联立①～⑤式解得U1≤＝400 V
即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V。













【同步提升】
1．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场后，速度最大的粒子是 (　　)
A．质子(H) B．氘核(H)
C．α粒子(He) D．钠离子(Na＋)

2．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

3．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球 (　　)

A．可能做直线运动
B．一定不做曲线运动
C．速率先减小后增大
D．速率先增大后减小

4．一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子(　　)
A．都具有相同的质量　 B．都具有相同的电荷量
C．具有相同的比荷 D．都是同位素

5．如图所示，从炽热的金属丝逸出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是(　　)

A．仅将偏转电场极性对调
B．仅增大偏转电极间的距离
C．仅增大偏转电极间的电压
D．仅减小偏转电极间的电压

6．如图所示，有一带电粒子(不计重力)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

7．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

8．如图所示，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，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ＝30°，不计粒子重力，求：
(1)粒子的末速度大小；(2)匀强电场的电场强度大小；(3)两板间的距离。

[解析]　(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动，把射出极板的速度分解，如图所示，则粒子的末速度v＝＝v0。

(2)竖直分速度vy＝v0tan 30°＝v0
由牛顿第二定律得qE＝ma
由类平抛运动规律得L＝v0t，vy＝at，解得E＝。
(3)由类平抛运动规律得tan 30°＝，解得d＝。
[答案]　(1)　(2)　(3)