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第六章 · 第六节 带电粒子在电场中的运动 课时作业（二十八）

1. 让 , 与 的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，这些粒子必须具有相同的 ( ) A ．初速度　　　　　　　　　 B ．初动能 C ．初动量 D ．质量. 解析 　设偏转角为 θ ，则 tan θ ＝ 由此式可知，这些粒子由于所带电量 q 相同，故当 相等时， θ 也相同，所以 B 正确．答案　 B. 解析 　电子获得动能为： ，电子的侧移量为： y

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第六章 · 第六节 带电粒子在电场中的运动 课时作业（二十八）

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Presentation Transcript

  1. 1.让 , 与 的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，这些粒子必须具有相同的() A．初速度　　　　　　　　　B．初动能 C．初动量 D．质量 解析　设偏转角为θ，则tanθ＝ 由此式可知，这些粒子由于所带电量q相同，故当 相等时，θ也相同，所以B正确．答案　B 解析　电子获得动能为： ，电子的侧移量为：y ＝ ，可见当U1加倍时，要使y不变，需使 U2 加 倍，显然A正确．答案　A 第六章·第六节 带电粒子在电场中的运动 课时作业（二十八） 2．(2010长春调研)如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该() A．使U2加倍 B．使U2变为原来的4倍 C．使U2变为原来的 D．使U2变为原来的

  2. 3．(2010·北京海淀期末)如图(甲)所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图(乙)所示的交变电压．t＝0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计)，已知电子在0～4t0时间内未与两板相碰．则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是() A．0<t<t0 B．t0<t<2t0 C．2t0<t<3t0 D．3t0<t<4t0 解析　在0～t0时间内，电子向右做初速度为零的匀加速运动，在t0～2t0时间内，电子向右做匀减速运动，直到速度减小到零；在2t0～3t0时间内，电子向左做初速度为零的匀加速运动，在3t0～4t0时间内，电子向左做匀减速运动，直到速度减小到零．所以电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是2t0～3t0，所以正确选项是C. 答案　C 4．(2010·山东淄博调研)示波管原理如图所示，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向平行，x轴正方向垂直于纸面指向纸内，y轴与YY′电场的场强方向平行．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限内，则() A．X、Y接电源的正极，X′、Y′接电源的负极 B．X、Y′接电源的正极，X′、Y接电源的负极 C．X′、Y接电源的正极，X、Y′接电源的负极 D．X′、Y′接电源的正极，X、Y接电源的负极

  3. 解析　带电粒子在电场中的类平抛运动可分解为沿电场方向的匀加速运动与垂直电场方向的匀速运动两个分运动，所以两电荷在电场中的运动时间相等，B对；又因为解析　带电粒子在电场中的类平抛运动可分解为沿电场方向的匀加速运动与垂直电场方向的匀速运动两个分运动，所以两电荷在电场中的运动时间相等，B对；又因为 y＝， ,因为偏转量y不同，故a一定不同，C错．由 ，因不知m 的关系，q可能相等，也可能不相等，故A正确，当q相等时，电荷从进入到离开，电场力做的功不同，由动能定理可知，两电荷离开电场时的动能不同，D错． 答案　AB 解析　本题考查示波管原理和带电粒子在电场中的运动．根据示波管原理以及带电粒子在电场中受到的电场力和运动情况可判定．极板X′、Y′应带正电，故应接电源的正极，极板X、Y应带负电，故应接电源的负极，所以，只有D正确．答案　D 5.竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是() A．两电荷的电荷量可能相等 B．两电荷在电场中运动的时间相等 C．两电荷在电场中运动的加速度相等 D．两电荷离开电场时的动能相等

  4. 6．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由()6．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由() A．一个带正电的点电荷形成 B．一个带负电的点电荷形成 C．两个分立的带等量负电的点电荷形成 D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 解析　带负电的粒子在由一个带正电的点电荷形成的电场中，可以由电场力提供向心力，围绕正电荷做匀速圆周运动，也可以沿电场线做变速直线运动，A对，B错．在C、D所述的两个电场中，粒子只受电场力作用可以沿某一电场线运动，但不能做匀速圆周运动，C、D匀错． 答案A 7.如图所示，从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪项是正确的(设电源电动势为E)() A．电子到达B板时的动能是eE B．电子从B板到达C板动能变化量为零 C．电子到达D板时动能是3eE D．电子在A板和D板之间做往复运动 解析　电子在AB之间做匀加速运动，且eE＝ΔEk，A正确；在BC之间做匀速运动，B正确；在CD之间做匀减速速运动，到达D板时，速度减为零，C错误，D正确． 答案　ABD

  5. 解析　由于油滴在O、P两点时动能相等，根据动能、重力势能、电势能的总量守恒可知，油滴重力势能的增量与电势能的减小量相等，所以，若油滴带负电，到达最高点时油滴在水平方向必有向左的位移，故P点在O点左上方，B错，C对．设油滴到达P点时的水平位移为s，竖直位移为h；电场强度为E，油滴质量为m，则Eqs解析　由于油滴在O、P两点时动能相等，根据动能、重力势能、电势能的总量守恒可知，油滴重力势能的增量与电势能的减小量相等，所以，若油滴带负电，到达最高点时油滴在水平方向必有向左的位移，故P点在O点左上方，B错，C对．设油滴到达P点时的水平位移为s，竖直位移为h；电场强度为E，油滴质量为m，则Eqs ＝mgh，所以 ，由几何知识可知重力和电场力的合力方向与OP垂直，A 正确．油滴到达最高点时，其速度方向为水平方向，大小为v，一定与等效重力方向不垂直，因此重力和电场力对油滴做功的瞬时功率一定不为0，D错．答案AC 8.如图所示，一个带电油滴从O点以速度v向右上方射入匀强电场中，v的方向与电场方向成α角，测得油滴到达运动轨迹的最高点P时，它的速度大小仍为v，则下列说法中正确的是() A．重力和电场力的合力方向与OP垂直 B．不管油滴带何种电荷，P点总是在O点的右上方 C．P点可能在O点的左上方 D．到达最高点时，重力和电场力对油滴做功的瞬时功率为0

  6. 10.(2010黑龙江适应性测试)如图所示，空间坐标系O－xyz的z轴方向竖直向上，所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E＝mg/q.一质量为m、电荷量为＋q的小球从z轴上的A点以速度v0沿x轴正方向抛出，A点坐标(0,0，l)，重力加速度为g，下列说法正确的是()10.(2010黑龙江适应性测试)如图所示，空间坐标系O－xyz的z轴方向竖直向上，所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E＝mg/q.一质量为m、电荷量为＋q的小球从z轴上的A点以速度v0沿x轴正方向抛出，A点坐标(0,0，l)，重力加速度为g，下列说法正确的是() A．小球运动过程中机械能增大 B．小球运动轨迹所在的平面与xOy平面的夹角为45° C．小球的轨迹与xOy平面交点的坐标为( ，l,0) D．小球到达xOy平面时的速度大小为 9.如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的微粒从两平行板正中间与匀强电场垂直方向射入，不计重力，当入射速度为v0时，它恰好穿过电场而不碰金属板．现要使微粒入射速度为1/2 v0，仍能恰好穿过电场，保持其他量不变时，必须() A．使微粒带电荷量变为原来的1/4 B．使两板间电压减为原来的1/2 C．使两板间距离增加为原来的2倍 D．使两板间距离增加为原来的4倍 答案：AC 答案　ABD

  7. 解析（1） 竖直方向做匀减速： 水平方向做匀加速： 解得： （2）水平方向： 解得： 11.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个带电荷量为－q的油滴，从A点以速度v竖直向上射入电场．已知油滴质量为m，重力加速度为g，若要油滴运动到轨迹的最高点时，它的速度大小恰好为v.则： (1)所加电场的电场强度E应为多大？ (2)油滴从A点到最高点的过程中电势能改变了多少？

  8. 解析(1)小球进入电场区域前做平抛运动，竖直方向上：解析(1)小球进入电场区域前做平抛运动，竖直方向上： 进入电场后做直线运动，满足： ① ② 12.(2010长春调研)如图所示，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U＝1.5×103 V，现将一质量m＝1×10－2 kg、电荷量q＝4×10－5 C的带电小球从两板上方的A点以v0＝4 m/s的初速度水平抛出，且小球恰好从靠近M板上端点处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的B点．已知A点距两板上端的高度h＝0.2 m，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求： (1)M、N两板间的距离d； (2)小球到达B点时的动能． 解得：d＝0.3 m. (2)从A点到B点的过程中，应用动能定理： 解得 Ek＝0.175 J.

  9. 而 解得： 13．(2010江苏南通一模)如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g. (1)若滑块从水平轨道上距离B点s＝3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？ (2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小； (3)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小． 解析(1)设滑块到达C点时的速度为v，由动能定理有

  10. 解得： (3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力 提供向心力，此时的速度最小(设为 )， 解得： (2)设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F，则

  11. 14．(2010·江苏卷)(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示．加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为－kU0(k＞1)，电压变化的周期为2τ，如图乙所示．在t＝0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动．若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用．14．(2010·江苏卷)(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示．加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为－kU0(k＞1)，电压变化的周期为2τ，如图乙所示．在t＝0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动．若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用． (1)若k＝，电子在0～2τ时间内不能到达极板A，求d应满足的条件； (2)若电子在0～200τ时间未碰到极板B，求此运动过程中电子速度v随时间t变化的关系；

  12. 解析　电子在0～τ时间内做匀加速运动 加速度的大小为： 位移大小 在τ～2τ时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动 加速度的大小 初速度大小 匀减速运动阶段的位移 依据题意 解得：

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