帶電粒子在電場中的運動練習(xí)題.doc

第八節(jié)：帶電粒子在電場中的運動課后練習(xí)【基礎(chǔ)練習(xí)】一、選擇題：1、電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板中間的勻強電場中，現(xiàn)增大兩板間的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電子穿越平行板所需要的時間：（ ）A、隨電壓的增大而減小 B、隨電壓的增大而增大C、加大兩板間距離，時間將減小 D、與電壓及兩板間距離均無關(guān)2、帶電粒子垂直進入勻強電場中偏轉(zhuǎn)時（除電場力外不計其它力的作用）：（ ）A、電勢能增加，動能增加 B、電勢能減小，動能增加C、電勢能和動能都不變 D、上述結(jié)論都不正確3、如圖所示，一帶電粒子沿與電場線垂直的方向從電場中央進入兩平行金屬板間的勻強電場，已知粒子的帶電量為q，兩板間的電勢差為U，則粒子運動過程中（ ）A、若粒子從電場中射出，則粒子動能增加了qUB、若粒子從電場中射出，則電場力一定對粒子做了qU/2的功C、若粒子打在極板上，則電場力一定對粒子做了qU/2的功D、若粒子打在極板上，則粒子的動能一定增加了qU4、一靜止電子開始經(jīng)電壓為U1的加速電場加速后，又垂直于電場線進入電壓為U2的兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，射出偏轉(zhuǎn)電場時沿電場線方向偏移量為y，要使y增大，則應(yīng)：（ ）A、U1、U2都增大 B、U1、U2都減小 C、U1減小、U2增大 D、U1增大、U2減小5、一個質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從兩帶電平行板的正中間沿與勻強電場垂直的方向射入，如圖所示，不計粒子所受的重力，當粒子的入射速度為v時，它恰好穿過這一電場區(qū)域而不碰到金屬板上，現(xiàn)欲使質(zhì)量為m、入射速度為v/2的粒子也恰好穿過這一電場區(qū)域而不碰到金屬板，在以下僅改變某一物理量的方案中，可行的是：（ ）A、使粒子的帶電量減少為原來的1/4 B、使兩板間所接電源的電壓減小到原來的一半C、使兩板間距離增加到原來的2倍 D、使兩極板的長度減小為原來的一半6、如圖所示，C、D兩帶電平行金屬板間的電壓為U，A、B也為一對豎直放置的帶電平行金屬板，B板上有一小孔，小孔在C、D兩板間的中心線上。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）從D板邊緣的O點以速度vo斜向射入C、D板間，穿過B板的小孔運動到緊靠A板的P點時速度恰好為零，則A、B兩板間的電壓為（ ）A、 B、 C、 D、7、某電場的一條電場線如圖所示，在正電荷從A點移到B點的過程中：（ ）A、電場力對電荷做正功 B、電場力對電荷不做功C、電荷克服電場力做功 D、電勢能增加8、下列帶電粒子均從靜止開始在電場力作用下做加速運動,經(jīng)過相同的電勢差U后,哪個粒子獲得的速度最大：（ ）A、質(zhì)子H B、氘核H C、粒子He D、鈉離子Na+9、如圖所示P和Q為兩平行金屬板，板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動，關(guān)于電子到達Q板時的速率，下列說法正確的是：（ ）A、兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大B、兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C、與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān) D、以上說法都不正確10、真空中水平放置的兩金屬板相距為d，兩板電壓是可以調(diào)節(jié)的，一個質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子，從負極板中央以速度vo垂直極板射入電場，當板間電壓為U時，粒子經(jīng)d/4的距離就要返回，若要使粒子經(jīng)d/2才，返回，可采用的方法是（ ）A、vo增大1倍 B、使板間電壓U減半 C、vo和U同時減半 D、初速增為2vo,同時使板間距離增加d/2： 11、如圖所示，電量和質(zhì)量都相同的帶正電粒子以不同的初速度通過A、B兩板間的加速電場后飛出，不計重力的作用，則：（ ）A、它們通過加速電場所需的時間相等B、它們通過加速電場過程中動能的增量相等C、它們通過加速電場過程中動量(p=mv)的增量相等D、它們通過加速電場過程中電勢能的減少量相等12、如圖所示在一勻強電場中，有兩個平行的電勢不同的等勢面A和C，在它們的正中間放入一個金屬網(wǎng)B，B接地?，F(xiàn)有一正電荷只在電場力的作用下垂直于等勢面方向運動，經(jīng)過A時動能為20J，穿過B到達C時動能減為零，那么在該正電荷運動過程中，當它的電勢能為5J時，它的動能為：（ ）A、20J B、15J C、10J D、5J二、填空題：13、粒子和質(zhì)子以相同速度垂直于電場線進入兩平行板間勻強電場中，設(shè)都能飛出電場，則它們離開勻強電場時，側(cè)向位移之比y:yH= ，動能增量之比= 。14、如圖所示，水平平行金屬板A、B間距為d，帶電質(zhì)點質(zhì)量為m，電荷量為q，當質(zhì)點以速率v從兩極板中央處于水平飛入兩極間，兩極不加電壓時，恰好從下板邊緣飛出，若給A、B兩極加一電壓U，則恰好從上板邊緣飛出，那么所加電壓U= 。15、如圖所示，電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，以v0的速度沿與場強垂直的方向從A點飛入勻強電場，并從另一側(cè)B點沿與場強方向成150角飛出。則A、B兩點間的電勢差為 。16、如圖，E發(fā)射的電子初速度為零，兩電源的電壓分別為45V、30V，A、B兩板上有小孔Oa、Ob，則電子經(jīng)過Oa、Ob孔以及到達C板時的動能分別是：EKA= ，EKB= ，EKC= 。17、如圖所示，水平安放的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量m，帶電量為+q的小球，在B板下方距離H處，以初速v0豎直向上從B板小孔進入板間電場，欲使小球剛好能到A板，則A、B間電勢差UAB= 。18、質(zhì)子H和粒子He在勻強電場中由靜止開始加速，通過相同位移時，它們的動能比為 ，所用時間比為 。19、一個電子以3.2106m/s的初速度沿電場線方向射入勻強電場，在電場中飛行了9.110-7s后開始返回，則勻強電場的場強大小為 ，電子在勻強電場中從進入到返回原處所通過的路程為 。三、計算題：20、一帶電量q=6.410-19C、質(zhì)量m=1.610-25的初速度為零的粒子，經(jīng)電壓U=200V的加速電場加速后，沿垂直于電場線方向進入E=1.0103V/m均勻偏轉(zhuǎn)電場。已知粒子在穿越偏轉(zhuǎn)電場過程中沿場強方向的位移為5，不計粒子所受重力，求偏轉(zhuǎn)電場的寬度和粒子穿越偏轉(zhuǎn)電場過程中偏角的正切。 21、如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，帶電量為q的離子（初速不計），經(jīng)加速電壓u1加速后以垂直于電場方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓u2作用后，以速度v離開電場。已知平行板的長度為L，兩板間距離為d，試證明偏轉(zhuǎn)量y與離子的質(zhì)量和帶電量無關(guān) 出射速度v的反向延長線都交于平行板的中點，好使所有不同質(zhì)量和電量的離子都從此中心向外從各方向射出。不同的離子在偏轉(zhuǎn)電場中具有相同的軌道12、一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電油滴，從坐標原點O以初速度v0射入如圖所示勻強電場。Vo的方向與x軸正方向成角，測得它在電場中運動到最高點P時的速度大小恰好為vo，則P點應(yīng)在y軸的左側(cè)還是右側(cè)？11、一初速度為零的帶電粒子經(jīng)電壓為U=4.0103V的勻強電場加速后，獲得5.0103m/s的速度，粒子通過加速電場的時間t=1.010-4s，不計重力作用，則帶電粒子的荷質(zhì)比為多大？勻強電場的場強為多大？粒子通過電場過程中的位移為多大？【能力提升】1、一帶電粒子僅在電場力的作用下從A點運動到B點，其速度隨時間變化圖像如圖所示，則（ ）A、A點的場強大于B點的場強 B、A點的電勢一定比B點的電勢高C、粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能 D、電場力一定對粒子做正功2、如圖，一束粒子沿中心軸射入兩平行金屬板之間的勻強電場中后，分成三束a、b、c,則（ ）A、初速度比較vavbvcB、板內(nèi)運動時間比較ta=tbtcC、動量變化量比較PaPbPcD、動能增加量比較EkaEkbEkc3、如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，A、B兩小孔正好相對，兩板間電壓為500V，能量為400eV的電子，從A孔沿垂直于板面方向射入電場，經(jīng)過一段時間，電子將離開電場，電子離開電場時的能量為（ ）A、900eV B、500eV C、400eV D、100eV4、如圖所示，平行板電容器兩極板間的電場可看做是勻強電場，兩板水平放置，板間相距為d，一帶負電粒子從上板邊緣射入，沿直線從下板邊緣射出，粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，下列說法中正確的是（ ）A、粒子的加速度為零 B、粒子的電勢能減少3mgdC、兩板間的電勢差為mgd/q D、M板比N板電勢高5、如圖所示，質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)點，在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點運動到B點，其速度方向改變的角度為（弧度），AB的弧長為s，則A、B兩點間的電勢差UAB= V，AB弧中點的場強大小E= N/C6、如圖，水平放置的兩平行金屬板，板長L=1.0m,板間距d=0.06m，上板帶正電，下板帶負電，兩板間有一質(zhì)量m=0.1g，帶電量q=-410-7C的微粒沿水平方向從兩極板的中央以vo=10m/s的初速度射入勻強電場，要使帶電微粒能穿出極板，兩電極間的電壓值的范圍是 。7、如圖，A、B為水平放置的平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連。兩板的中央各有小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點，自A板上方相距為d的P點由靜止開始自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路徑返回。若保持兩極板間電壓不變，則A、若把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回B、若把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C、若把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回D、若把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 8、如圖所示,在方向豎直向下的勻強電場中,一絕緣輕細線一端固定于O點,另一端系一帶正電的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。小球的帶電量為q，質(zhì)量為m，絕緣細線長為L，電場的場強為E，若帶電小球恰好能通過最高點A，則在A點時小球的速率v1為多大？小球運動到最低點B時的速率v2為多大？運動到B點時細線對小球的拉力為多大？9、如圖所示，相距為d的兩塊平行金屬板M、N與直流電源相連。一帶電粒子（重力不計）垂直于電場方向從M板邊緣射入電場，恰好打在N板的中央。為了能使粒子從N板邊緣飛出電場，可將N板平移一段距離。若開關(guān)S始終閉合，則這個距離應(yīng)為多大？若在開關(guān)S斷開后再移動N板，這個距離又應(yīng)為多大？10、如圖，一絕緣木板放在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小物體沿木板上表面以某一速度從A端沿水平方向滑入，木板周圍空間存在足夠大的豎直向下的勻強電場。已知小物體與木板之間有摩擦，物體滑到木板B端恰好相對靜止，若將勻強電場的方向改為豎直向上，大小不變，且小物體仍以原來的初速度從A端滑入，結(jié)果小物體運動到木板中點時相對木板靜止，求：（1）、物體所帶電荷的性質(zhì)（2）、勻強電場的場強大小。 11、如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距為d，電容為C，開始時兩極板均不