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1、19 9 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动知识点一 带电粒子的加速 1.如图 L1-9-1 所示,一个平行板电容器充电后与电源断开,从负极板处释放一个电子(不计 重力),设其到达正极板时的速度为v1,加速度为a1.若将两极板间的距离增大为原来的 2 倍,再 从负极板处释放一个电子,设其到达正极板时的速度为v2,加速度为a2,则 ( ) A.a1a2=11,v1v2=12 B.a1a2=21,v1v2=12C.a1a2=21,v1v2=1D.a1a2=11,v1v2=1图 L1-9-12.(多选) 2018湖北松滋期末 一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度 v0逆着电
2、场线方向射入有左边界的匀强电场,场强为E(如图 L1-9-2 所 示),则( ) A.粒子射入的最大深度为B.粒子射入的最大深度为C.粒子在电场中运动的最长时间为图 L1-9-2 D.粒子在电场中运动的最长时间为知识点二 带电粒子的偏转 3.如图 L1-9-3 所示,a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入 平行板间的匀强电场,a粒子打在B板的a点,b粒子打在B板的b点,若 不计重力,则 ( ) A.a的电荷量一定大于b的电荷量 B.b的质量一定大于a的质量 C.a的比荷一定大于b的比荷 D.b的比荷一定大于a的比荷图 L1-9-3 4.如图 L1-9-4 所示,有一带电
3、粒子贴着A板沿水平方向射入水平放置的两平行板间的匀强 电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒 子沿轨迹落到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.U1U2=18 B.U1U2=14 C.U1U2=12图 L1-9-4 D.U1U2=11 5.(多选)一台正常工作的示波管,突然发现荧光屏上画面的高度缩小,则产生故障的原因可 能是( ) A.加速电压偏大B.加速电压偏小 C.偏转电压偏大D.偏转电压偏小 6.如图 L1-9-5 所示,三个电荷量相同、质量相等、重力不计的粒子A、B、C从平行板间电 场中的同一点P射入
4、,在电场中的运动轨迹如图中PA、PB、PC所示,则下列说法中正确的是 ( ) A.三个粒子的加速度关系为aAaBaC2B.三个粒子的加速度关系为aAvBvC D.三个粒子的入射速度关系为vAabac C.三个颗粒在电场中运动的时间的关系是tatbtc D.静电力对落在c点的颗粒做负功图 L1-9-9 12. 2017马鞍山二中期中 某示波管在偏转电极XX、YY上不加偏转电压时光斑位于屏 幕中心.现给偏转电极XX、YY加上如图 L1-9-10 甲、乙所示的偏转电压,则在光屏上可能 的图形为图 L1-9-11 中的(圆为荧光屏,虚线为光屏坐标)( )3图 L1-9-10图 L1-9-11 13.
5、2017马鞍山二中期中 将一带电粒子以初速度v0沿水平方向从A点射入方向竖直向 上的匀强电场中,粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向的夹角为 150,电场的水平 宽度为L,如图 L1-9-12 所示.不计粒子的重力.设粒子的质量为m,电荷量 为q. (1)该匀强电场的电场强度为多大? (2)A、B两点的电势差UAB为多大?图 L1-9-1214.如图 L1-9-13 所示,A为粒子源,A和极板B间的加速电压为U1,两水平放置的平行带电 板C、D间的电压为U2,质量为m、电荷量为q的粒子初速度为零,从A被加速电压U1加速 后水平进入竖直方向的匀强电场并能穿过电场区域,平行带电板的长度为L,两板
6、间的距离 为d,不计带电粒子的重力,求: (1)带电粒子运动到B板时的速度; (2)带电粒子在C、D极板间运动的时间; (3)带电粒子飞出C、D极板间的电场时在竖直方向上发生的位移y.4图 L1-9-131.D 解析电容器充电后与电源断开,再增大两极板间的距离时,场强不变,电子在电场中 受到的静电力不变,故 a1a2=11.由动能定理 Ue=mv2 得 v=,因两极板间的距离 增大为原来的 2 倍,由 U=Ed 知,电势差 U 增大为原来的 2 倍,故 v1v2=1. 2.BD 解析粒子射入到最右端,由动能定理得 Eqxmax=m,最大深度 xmax=; 由 v0=at,a=,可得 t=,则粒
7、子在电场中运动的最长时间为,选项 B、D 正确. 3.C 解析粒子在电场中做类平抛运动,有 h=,得 x=v0,由 v0. 4.A 解析设粒子水平运动的位移为 l,竖直方向的位移为 y,两极板间距为 d,由 y=at2=得,U=,所以 U,A 正确. 5.AD 解析画面高度缩小,说明电子从偏转电场射出时偏转角 减小,由 qU0=m,tan=,得 tan=,则引起 变小的原因可能是加速电压 U0 偏大或偏转电压 U1 偏小,A、D 正确. 6.D 解析三个带电粒子的电荷量相同,所受静电力相同,加速度相同,选项 A、B 错误;三 个带电粒子沿电场方向的位移关系为 yA=yByC,则时间关系为 tA
8、=tBtC,三个带电粒子在平 行极板方向的位移关系为 xAabac,由此可判断出落在 a 点的颗粒带负电,落在 b 点的不带电,落在 c 点的带正电,静电力对落在 c 点的颗粒做负功, B、D 正确,A、C 错误. 12.D 解析因某方向的偏转位移与电压成正比,则可能的为图 D. 13.(1) (2)- 解析(1)设粒子在电场中运动的时间为 t,则 水平方向上有 L=v0t5竖直方向上有 vy=v0tan60=t 解得 E=. (2)由粒子偏转方向可知,粒子带负电,由动能定理得 -qUAB=mv2-m 又知 v=2v0 解得 UAB=-. 14.(1) (2)L (3) 解析(1)设带电粒子运动到 B 板的速度为 v,根据动能定理得 U1q=mv2 解得 v=. (2)粒子进入 C、D 间的电场后,在水平方向做匀速直线运动,有 L=vt,故 t= =L. (3)粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,有 Eq=ma,E=,所以 a=粒子进入 C、D 间的电场后,在竖直方向发生的位移 y=at2=.