课时跟踪检测（四十二） 带电粒子在电场中的运动.docx

课时跟踪检测（四十二）带电粒子在电场中的运动L如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为Ui的加速电 场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中线射入，A、B板长为L,相距为d,电压 为则带电粒子能从A、3板间飞出应该满足的条件是（）A俳潦<t唠箸D姓多解析：选C根据产“ =：鬻2,由题意知，y<d,解得官 V碧，故选项C正确。2 .如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电 计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在p点的点电=5=1 /4 荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，0表 2示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置, 则（）A.。增大，E增大B.。增大，品不变C.，减小，品增大D.，减小，E不变解析：选D 由题意可知平行板电容器的带电荷量。不变，当下极板不动，上极板向 下移动一段距离时，两极板间距d减小，则电容C变大，由U=g可知U变小，则静电计 指针的偏角。减小。又因为两板间电场强度£=§=?=生黑，。、S不变，则后不变。因 为E不变，则点电荷从尸点移动到下极板（电势为零）电场力做功不变，电势能的变化相同, 则点电荷在尸点的电势能心不变，故只有选项D正确。3 .如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距/。在正极板附近.”， 上，1 a有一质量为M、电荷量为q（g>0）的粒子；在负极板附近有另一质量为机、I电荷量为一q的粒子。在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动。1尸 一2已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距自的平面。若两粒子间相互作用力可忽略, 不计重力，则M：山为（）A. 3 ： 2B. 2 ： 1D. 3 ： 1C. 5 ： 2解析：选A 设极板间电场强度为£,两粒子的运动时间相同，对由牛顿第二定 律有：qE=MdM,由运动学公式得：对机，由牛顿第二定律有夕£=加斯根据运动学公式得:M3由以上几式解之得：-=,故A正确。 tn /4 .（2020长寿五校联考）如图所示，A、b两带正电粒子质量相等，1电荷量之比为1： 4。两粒子在。点上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中，分别打在C、。两点，0C= CD,忽略粒子重力及粒b cd 子间的相互作用，下列说法正确的是（）A. A和b在电场中运动的时间之比为1 ： 2BA和3运动的加速度大小之比为4 ： XC.A和B的初速度大小之比为1 ： 4D.A和B的位移大小之比为1 ： 2解析：选C 粒子电荷量之比为1：4,粒子在竖直方向上做匀加速运动，由h=at2可知A和3在电场中运动的时间之比为2 ： 1,故A错；A、5两带正电粒子质量 相等，电荷量之比为1 ： 4,根据可知A和8运动的加速度大小之比为1 ： 4,故 B错；根据题意OC=CZ）,两粒子水平方向上做匀速运动，根据x=Oo力 可知A和的初 速度大小之比为1 ： 4,故C对；A和5的水平方向位移大小之比为1 : 2,竖直方向也有位 移，那么合位移之比不等于1 ： 2,故D错。5 .（2020成都调研）如图所示，一种0射线管由平行金属板A、5和平 J,行于金属板的细管C组成。放射源。在A极板左端，可以向各个方向发射p不同速度、质量为机的P粒子（电子）。若极板长为L,间距为小当A、B B 板加上电压U时，只有某一速度的0粒子能从细管C水平射出，细管C离两板等距。已知 元电荷为。，则从放射源O发射出的P粒子的这一速度为（）解析：选C 0粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有L=Uo£,竖直方向有;=；姑且=需。从人到。的过程有一5-热*以上各式联立解得T6 .如图所示，两个平行带电金属板M、N相距为d, M板上距左端为d处有一个小孔 A,有甲、乙两个相同的带电粒子，甲粒子从两板左端连线中点。处以初速度。平行于两 板射入，乙粒子从A孔以初速度。2垂直于M板射入，二者在电场中的运动时间相同，并且 都打到N板的中点5处，则初速度n与S的关系正确的是（）+ + + + 乙卜 + + + +II甲O. AI % IAV22V1C=2V2ad9 所以 s ：=2 ： 1,解析：选C 设带电粒子在电场中的加速度为，则对甲粒子，竖直方向=；m2,水平 方向d=vit9解出vi=yad;对乙粒子有解出V2= 即选项C正确。7.（2020武汉模拟）如图，喷雾器可以喷出质量和电荷量都不 尽相同的带负电油滴。假设油滴以相同的水平速度射入接有恒定 电压的两水平正对金属板之间，有的沿水平直线飞出，有的沿 曲线从板边缘飞出，有的沿曲线运动到板的中点上。不计空气阻力及油滴间的相互作用，贝！1（ ）A.沿直线运动的所有油滴质量都相等B.沿直线运动的所有油滴电荷量都相等C.沿曲线、运动的油滴，运动时间之比为1： 2D.沿曲线、运动的油滴，加速度大小之比为1： 4解析：选D 沿直线运动的油滴，根据题意得：mg=Eq,即：七*所以沿直线 运动的油滴比荷相同，A、B错误；沿曲线、运动的油滴，均做类平抛运动，水平方向 做匀速运动：工=伙*初速度相同，所以运动时间比等于位移比，即2：1, C错误；沿曲线、运动的油滴，水平方向=如力设板间距为d,竖直方向4=；4巴 联立解得：=驾水平位移之比等于2： 1,所以加速度大小之比为1 ： 4, D正确。8.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为帆的带电微粒恰好能沿 图示虚线(与水平方向成。角)由A向3做直线运动，已知重力加速度为g,微粒的初速度为 00,贝!1()A.微粒一定带正电B.微粒一定做匀速直线运动C.可求出匀强电场的电场强度D.可求出微粒运动的加速度解析：选D 因微粒在重力和电场力作用下做直线运动，而重力竖直向下，由微粒做 直线运动条件知电场力必水平向左，微粒带负电，A错误；其合外力必与速度反向，大小 为F=喘,即微粒一定做匀减速直线运动，加速度为=屏，B错误，D正确；电场力 olll U111 v/但不知微粒的电荷量，所以无法求出其电场强度，c错误。9.如图所示，粒子发射器发射出一束质量为处 电荷量为g的粒子 (不计重力)，从静止经加速电压1/1加速后，沿垂直于电场方向射入两 平行板中央，受偏转电压S作用后，以某一速度离开电场。已知平行 板长为L,两板间距离为d,求：(1)粒子在偏转电场中运动的时间t；(2)粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量力解析：粒子从静止经加速电压U1加速后，由动能定理得招1=；帆。()2解得0。= 入阁粒子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动，运动时间满足L=%£解得 t=L(2)粒子在偏转电场中竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度。=吟纵向偏移量y=at2解得y=线。答案：(DL潜能激发10.（2020广州模拟）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地， 两板间有一个正检验电荷固定在尸点，如图所示，以。表示电容器的电容、 E表示两板间的场强、。表示尸点的电势，W表示正电荷在尸点的电势能, 若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离/（）,则下列关于各物 理量与负极板移动距离X的关系图像中正确的是（）解析：选C 由。二丁1万知，。与两极板间距离d成反比，。与x不是线性关系，A错;电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由。=若不Q=CU、U=EdE=一声是定值,B错；因负极板接地，电势为零，所以尸点电势为0=E（L-x）, L为尸点到负极板的初始 距离，£不变，°随X增大而线性减小，C对；由皿=夕9知W与电势°变化情况一样，D 错。11.（2020渭南模拟）如图所示，平行板电容器板间电压为U,板间 距为d,两板间为匀强电场。让质子流（不计重力）以初速度00垂直电场 射入，沿Q轨迹落到下板的中央。现只改变其中一条件，让质子沿b 轨迹落到下板边缘，则可以将（）A.开关S断开B.质子初速度变为空C.板间电压变为内D.竖直移动上板，使板间距变为2d解析：选C 开关S断开，电容器极板电荷量不变，电容器电容不变，电容器板间电 压不变，场强不变，质子所受电场力不变，加速度不变，所以仍落到下板的中央，A错误; 将质子初速度变为半，质子加速度不变，运动时间不变，质子的水平位移变为原来的一半, 不可能到达下板边缘，B错误；当板间电压变为与时，场强变为原来的;，电场力变为原来 的;，加速度变为原来的;，根据知，运动时间变为原来的2倍，由知水平位 移变为原来的2倍，所以能沿b轨迹落到下板边缘，C正确；竖直移动上板，使板间距变 为2d,则板间场强变为原来的;，电场力变为原来的;，加速度变为原来的口，根据知，运动时间变为原来的也倍，同理可知水平位移变为原来的6倍，不能到达下板边缘, D错误。12.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心 轴线从o点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，0'点为荧光屏的 中心。已知电子质量m=9.0X10-31 kg,电荷量e=1.6X10-19 C,加速电场电压Uo=2 500 V, 偏转电场电压U=200V,极板的长度Li=6.0cm,板间距离d=2.0 cm,极板的末端到荧光 屏的距离心=3.0 cm(忽略电子所受重力，结果均保留两位有效数字)。求：?-|呵% d,U- 0 Ih工 乩 工 上P 1 心 J荧光屏(1)电子射入偏转电场时的初速度。0；(2)电子打在荧光屏上的尸点到0,点的距离入；(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功Wo解析：(1)根据动能定理有eUo=mvo2解得 S=3.0X107 m/s。设电子在偏转电场中运动的时间为Z,电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为电子在水平方向做匀速直线运动Li=vt电子在竖直方向上做匀加速直线运动y=at2eTJ根据牛顿第二定律有解得y20.36 cm电子在偏转电场中做类平抛运动，射出偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中 点,由几何关系知Liv 2人=工 ,解7(导 /i=0.72 cirio寸+七2(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功W=ey5.8X10"18 Jo答案：(1)3.0 X107m/s (2)0.72 cm (3)5.8 X 10-18