12帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)B試題完成

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【鞏固練習(xí)】一、選擇題：它們從電場(chǎng)中射出時(shí)偏離的距離相等，由此可知射入電1、質(zhì)子和氘核垂直射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中， 場(chǎng)時(shí)（）A、質(zhì)子的動(dòng)能是氘核動(dòng)能的 2倍B、質(zhì)子的動(dòng)能與氘核動(dòng)能相等C、質(zhì)子的速度是氘核速度的 2倍D、質(zhì)子的動(dòng)量是氘核動(dòng)量的 2倍 2、質(zhì)量為m,帶電量為 Q的帶電微粒從 A點(diǎn)以豎直向上的速度 v0射入電場(chǎng)強(qiáng)度為 E的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向變?yōu)樗椒较?，大小仍為Vo，已知微粒受到的電場(chǎng)力和重力大小相等，以下說(shuō)法中正確的是 （）2mv0A、微粒在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)B、 A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差是U 0 2q由A點(diǎn)到B點(diǎn)

2、微粒的動(dòng)能沒(méi)有變化D、從A點(diǎn)到B點(diǎn)合力對(duì)微粒做功為零VoVo=E+3、帶電粒子從靜止出發(fā)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，當(dāng)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，決定帶電粒子側(cè)移距離大小的因素是（）A、帶電粒子質(zhì)量越大，側(cè)移越大B、帶電粒子電量越大，側(cè)移越大C、加速電壓越低，側(cè)移越大D、偏轉(zhuǎn)電壓越高，側(cè)移越大4、如圖所示，帶電粒子以平行極板的初速度從左側(cè)中央飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰能從右側(cè)擦極板邊緣飛出電場(chǎng)（重力 不計(jì)），若帶電粒子的初動(dòng)能增大為原來(lái)的A、將板的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍2倍，而仍能使其擦極板邊緣飛出，則可采取的措施為（1B、將板之間距離變?yōu)樵瓉?lái)的 一2C、將兩板之間電壓變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍c三個(gè)粒子由同一點(diǎn)垂直場(chǎng)強(qiáng)方向

3、進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖所示，其中）5、（ 2015 玉溪一中期中考）a、b、b恰好飛出電場(chǎng)，由此可以肯定（a剛好打在負(fù)極板上A .在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，B .進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小C. b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)D 動(dòng)能的增量相比，a的最小，b和c的一樣大6、如圖所示，一帶電粒子以速度v0沿垂直電場(chǎng)的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩極板間的電壓為U，射出電場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)距離為y,要使y減小，可以采取的方法是（A、只提高粒子進(jìn)入電場(chǎng)的速率）B、只增大兩極板間的電壓D、只增大兩極板的長(zhǎng)度 L7、（ 2015 騰沖八中期中考）如圖所示，一電子沿x軸正方向射入電場(chǎng)， 在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為 OCD，已知0A=AB

4、，電子過(guò)C、D兩點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為Vcy和VDy ;電子在OC段和OD段動(dòng)能的變化量分別為AEk1圧k2，則（Vcy : VDy = 1： 2EkiVCy : VDy=1： 4EkiEk2=1：4Ek2=1: 3二、填空題：1、如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)子和粒子從正極板開始由靜止出發(fā)達(dá)到負(fù)極板.已知質(zhì)子和粒子電量之比為qi: q21： 2，質(zhì)量之比為mim21： 4，則它們到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度之比V1 ： V2 =C、只增大兩極板間的距離 d2、如圖所示，空間某個(gè)區(qū)域內(nèi)有場(chǎng)強(qiáng)大小為 E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的邊界 MN和PQ是間距為d的兩個(gè)平行平面, 如果勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向第一次是垂直于MN指向PQ界

5、面，第二次是和MN界面平行，在這兩種情況下，一個(gè)帶電則帶電質(zhì)3、來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)細(xì)柱形質(zhì)子流.已知質(zhì)子電荷e 160,經(jīng)一加速電壓為 U 800kV的直線加速器，形成電流強(qiáng)度為I1mA的10 19 C.這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為.假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距 I和41的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為 和n2，貝U n1 /門2三、解答題：1、(2015海陽(yáng)一中期中考)如圖所示， 速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中, 兩板間距d,帶電微粒重力忽略不計(jì).(1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速率(2 )偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中兩金

6、屬板間的電壓帶電微粒質(zhì)量為m、電荷量為q，從靜止開始經(jīng)電壓為 U1的電場(chǎng)加微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為0.已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L ,求:V1；U2.量為q的質(zhì)點(diǎn)以恒定的初速垂直于 MN界面進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)， 帶電質(zhì)點(diǎn)從PQ界面穿出電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能相等， 點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能是 .2、如圖所示，真空室中電極 K發(fā)出的電子(初速不計(jì)，質(zhì)量為 m，電量為e)經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U。的加速電場(chǎng)后, 由小孔S沿兩水平金屬板 A、B間的中心線射入.A、B板間距為d，板長(zhǎng)I 2d，A板帶正電，B板帶負(fù)電，設(shè)板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)的.當(dāng)A、B板間電勢(shì)差大小為Uj時(shí)，電子恰能從 A、B板間飛出，不計(jì)重力.求:(1 )電子是從 C點(diǎn)附近飛出

7、，還是從 D點(diǎn)附近飛出?(2) U1 = ?(3)若A、B間電勢(shì)差隨時(shí)間緩慢增大(如函數(shù)圖所表示)在t= 40秒時(shí)刻，進(jìn)入 A、B板間的電子能從 A、B板間右邊飛出嗎？3、如圖所示，長(zhǎng)度為 L,相距為d的平行板電容器，與一電源相連 .一質(zhì)量為m、電量為q的粒子以速度Vo沿平行于金屬板之間的中線射入電場(chǎng)中，從飛入時(shí)刻計(jì)算，A、B兩極板之間的電勢(shì)差隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示,為了使帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度剛好平行于金屬板，求：（1 ）所加電壓的周期 T應(yīng)滿足什么條件；（2）所加電壓的最大值應(yīng)滿足什么條件 .電源IOzJvo*tO【答案與解析】一、選擇題：1、B解析：帶電粒子以初速度 Vo垂直于電場(chǎng)的

8、方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),41 .2eUU，則L vot偏轉(zhuǎn)距離丫 2at a md解得：y設(shè)平行板的長(zhǎng)度是eUL2eUL22dmVoL,板間距離是d,偏轉(zhuǎn)電壓是它們從電場(chǎng)中射出時(shí)4dEko，由此可見(jiàn)，偏離的距離相等時(shí)，入射的初動(dòng)能一定相等，選項(xiàng)2、ABCD解析：B正確.帶電微粒受到恒定的電場(chǎng)力和重力作用其合力也一定是恒力,所以微粒在復(fù)合場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;這一過(guò)程微粒的動(dòng)能沒(méi)有發(fā)生變化，由動(dòng)能定理知，合力對(duì)微粒做的功為零，即mgh qU2卷，所以mgh mvo的豎直高度，d為沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)的距離），所以選項(xiàng) CD正確；對(duì)微粒在豎直方向有：h2，選項(xiàng)B正確.2q3、CD解析：設(shè)加速電壓為 uo

9、，偏轉(zhuǎn)電壓U ，為平行板的長(zhǎng)度為 L，板間距離為，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移為y,粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度為Vo，則加速過(guò)程用動(dòng)能定理1 2 1 2 eU0 - mv0，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后L Vot，偏轉(zhuǎn)距離y - ateUa m,解得eUL2eUL2y y 2mVo4Ek0UL24Uo，由此可見(jiàn)降低加速電壓，提高偏轉(zhuǎn)電壓可以使得粒子的側(cè)移變大，選項(xiàng)CD正解析：設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓U ,為平行板的長(zhǎng)度為L(zhǎng),板間距離為d,離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移為y,粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度為v0，則進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后 LV0t，偏轉(zhuǎn)距離y丄at2qUm，解得yqUL22mv2曲仍4Eko，因?yàn)閹щ娏Ｗ幽懿翗O板邊緣飛出，所以必有y

10、，代人上式得2qUL2 2qUL22dmv0 4dEk0由此式可見(jiàn)，帶電粒子的初動(dòng)能增加為原來(lái)的兩倍時(shí)，仍能擦邊緣飛出,可以使電壓增加為原來(lái)的兩倍，板長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的72倍，或者使板間距離丄減小為原來(lái)的42，所以只有選項(xiàng)5、AB解析：粒子的質(zhì)量和電量相同，則加速度相同。a、b兩粒子在豎直方向位移相等，根據(jù)1 2 一 y at ，a、b運(yùn)動(dòng)的2時(shí)間相等，C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。又因?yàn)閠a tb tc，Xa Xb Xc垂直電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以va v vc。根據(jù)動(dòng)能定理，a、b兩電荷，電場(chǎng)力做功一樣多，所以動(dòng)能變化量相等。c電荷電場(chǎng)力做功最少,動(dòng)能變化最小。故 D錯(cuò)誤。6、A C解析：帶電粒子以v

11、0E進(jìn)入電場(chǎng)，做類似平拋運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)距離y-at22（丄）2故A C正確.2 dm v07、AC解析：電子在垂直電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以到C點(diǎn)的時(shí)間與到D點(diǎn)的時(shí)間之比為tc: td 獨(dú)：獨(dú) 1: 2，在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),VoVoVy旦t，所以mVcy : VDy 蘭tc :更td 1:2，A正確B錯(cuò)誤；在豎直方向上的位移為 m mat2，所以到C點(diǎn)與到D點(diǎn)的豎直2位移之比為 yc： yd2 2tc : td 1: 4，故電場(chǎng)力做功為 Wc:WdEqyc ： Eqyd1:4，所以動(dòng)能變化量之比為Ek1 : Ek11： 4，故C錯(cuò)誤，D正確。二、填空題:1、解析：設(shè)兩極電勢(shì)

12、差為1 2U，則由動(dòng)能定理：Uq -mv202Vim2qEd4解析：（1）當(dāng)電場(chǎng)線與MN邊界垂直時(shí)，對(duì)帶電粒子用動(dòng)能定理得:qEd（2 ）當(dāng)電場(chǎng)線方向與于是dv0tV2 Y q2Ek2 Ek1 ；MN平行時(shí)，帶電粒子的速度方向與電場(chǎng)線垂直，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，1at空，在2mv,偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中運(yùn)用動(dòng)能定理qEyEk2Ek1，與上式比較可得yqEd222mv1qEd24Ek1整理得:Ek1qEd43、625 10 s1n1：門22:1解析：這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為1 10 36.25 1015 個(gè)1.6質(zhì)子在質(zhì)子源到靶子之間做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為a,則在距離靶源L和4L處的速

13、度分別是 v2 2aL和V；2a 4L，比較可知V2 2v1.在距離靶源L和4L處各取一段極短的相等長(zhǎng)度（設(shè)為I ）的質(zhì)子流,則每段中的質(zhì)子數(shù)分別為n1 N和門2N V1V2所以，rr,:門2 v2: v12:1三、解答題:1、（ 1）V1 jqU ；（ 2）U2竺tanLU1q mV22解析：（1）帶電微粒在加速電場(chǎng)中加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得:解得:Vi（2）帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，做類平拋運(yùn)動(dòng).在水平方向上微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有：水平方向:ViL帶電微粒加速度為 a,出電場(chǎng)時(shí)豎直方向速度為V2豎直方向：a旦mqU2荷，V2atqU2Lmdy由幾何關(guān)-系tanV2ViqULmdV)2U2L2dU1解得：U 22dU1LtanUiUo2解析：（1 ）因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，上極板帶正電，所以電子從（2）因?yàn)殡娮忧『脧陌彘g飛出，偏轉(zhuǎn)距離定等丁C點(diǎn)飛出.d對(duì)電子的加速過(guò)程用動(dòng)能定理得eUo1 -mv2eUo電子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 是2d電子剛好離開板間時(shí)偏轉(zhuǎn)距離是:解得：U1Uo2VoVo1 eU12 md4d22eUo(3)由偏轉(zhuǎn)電壓隨時(shí)間的變化圖像知，在t=4Os時(shí)，兩板之間的電壓是4OV，小于 巴，電子仍能從平行板2的右側(cè)飛出.（n 為正整數(shù)） Uo