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《2017-2018学年高中物理 习题课三 带电粒子在电场中的运动课时训练（含解析）教科版选修3-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、习题课三 带电粒子在电场中的运动1.下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U后,哪个粒子获得的速度最大( A )A.质子HB.氘核HC.α粒子HeD.钠离子Na+解析:所有四种带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U,故根据动能定理有qU=mv2-0,得v=,比荷越大,速度越大,显然A选项中质子的比荷最大,故A正确.2.(多选)如图为示波管中电子枪的原理示意图,示波管内被抽成真空.A为发射电子的阴极,K为接在高电势点的加速阳极,A,K间电压为U,电子离开阴极时的速度可以忽略,电子经加速后从K的小孔中射出
2、时的速度大小为v.下面的说法中正确的是( AC )A.如果A,K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍为vB.如果A,K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度变为C.如果A,K间距离不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为vD.如果A,K间距离不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为解析:电子在两个电极间加速电场中进行加速,由动能定理eU=mv2-0,得v=,当电压不变,A,K间距离变化时,不影响电子的速度,选项A正确,B错误;电压减半,则电子离开K时的速度为v,故选项C正确,D错误.3.如图(甲)所示,在平行板电容器A,B两极板间加上如图
3、(乙)所示的交变电压.开始A板的电势比B板高,此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动.设电子在运动中不与极板发生碰撞,向A板运动时为速度的正方向,则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是(其中C,D两项中的图线按正弦函数规律变化)( A )解析:从0时刻开始,电子向A板做匀加速直线运动,后电场力反向,电子向A板做匀减速直线运动,直到t=T时刻速度变为零.之后重复上述运动,选项A正确,B错误.电子在交变电场中所受电场力恒定,加速度大小不变,选项C,D错误.4.(2017·聊城高二检测)如图所示,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域
4、abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h.质量均为m、带电荷量分别为+q和-q的两粒子,由a,c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中).不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于( B )A.B.C.D.解析:根据对称性,两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心,则在水平方向有s=v0t,在竖直方向有h=··t2,解得v0=.故选项B正确,选项A,C,D错误.5.(多选)在两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中,存在一沿半径方向的电场,如图所示.带正电的粒子流由电场区域的一端M射入电场,沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从
5、另一端N射出,由此可知(不计粒子重力)( BC )A.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的质量一定相等B.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的动能一定相等C.若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的速率一定相等D.若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的动能一定相等解析:由题图可知,该粒子流在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力qE=m得r=,r,E为定值,若q相等则mv2一定相等;若相等,则速率v一定相等,选项B,C正确.6.(2017·连云港高二质检)(多选)如图所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球
6、,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则( AB )A.小球带正电B.电场力与重力平衡C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小D.小球在运动过程中机械能守恒解析:小球做匀速圆周运动,电场力等于重力,由绳子的拉力提供向心力,所以小球带正电,选项A,B正确;小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功电势能增大,选项C错误;小球在运动过程中有电场力做功,机械能不守恒,选项D错误.7.如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两极板间,距下极板0.8cm,两极板间的电势差为300V.如果两极板间
7、电势差减小到60V,则带电小球运动到极板上需多长时间?解析:取带电小球为研究对象,设它带的电荷量为q,则带电小球受重力mg和电场力qE的作用.当U1=300V时,小球受力平衡mg=q当U2=60V时,带电小球向下极板做匀加速直线运动由F=ma知,mg-q=ma又h=at2解得t==s=2×10-2s.答案:2×10-2s8.(2016·北京卷,23节选)如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出.已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0,偏转电场可看成匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d
8、.(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直板面
