帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)習(xí)題精選

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1、如圖所示,讓平行板電容器帶電后,靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度,若不改變A、B兩極板帶的電量而減小兩極板間的距離,同時(shí)在兩極板間插入電介質(zhì),那么靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度 ( )A、一定減小 B、一定增大 C、一定不變 D、可能不變【解析】由和，電量不變，可知A對(duì)【答案】A2、如圖9412所示，平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電池連接，a處有一電荷量非常小的點(diǎn)電荷，S是閉合的，a表示a點(diǎn)的電勢(shì)，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大，則A.a變大，F(xiàn)變大B.a變大，F(xiàn)變小C.a不變，F(xiàn)不變D.a不變，F(xiàn)變小【解析】極板間電壓U不變，兩極板距離d增大,

2、所以場(chǎng)強(qiáng)E減小故F變小a到B板距離變大則a到B板的電勢(shì)差增大，而B(niǎo)板接地，所以a變大，故B對(duì)【答案】B3、.離子發(fā)動(dòng)機(jī)飛船，其原理是用電壓U加速一價(jià)惰性氣體離子，將它高速?lài)姵龊?，飛船得到加速，在氦、氖、氬、氪、氙中選用了氙，理由是用同樣電壓加速，它噴出時(shí)（ ）A.速度大B.動(dòng)量大C.動(dòng)能大D.質(zhì)量大【解析】由動(dòng)能定理： 得到動(dòng)能均相同但 動(dòng)量 ，質(zhì)量越大，動(dòng)量越大，反沖也大故選B 【答案】B4、如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O/垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度，然后釋放P，則P在

3、電場(chǎng)內(nèi)將做（ ）A勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B水平向右的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) C斜向右下方的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【解析】原來(lái)有： 即設(shè)轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)（如圖甲），則兩極板距離為變保持不變，在豎直方向有： qEmgP甲所以豎直方向合外力為零水平方向受到恒定的外力因此帶電液滴P將水平向右的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，B【答案】B6、如圖所示,水平放置的兩平行金屬板相距為d,充電后其間形成勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶電量為+q,質(zhì)量為m的液滴從下板邊緣射入電場(chǎng),并沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)恰好從上板邊緣射出.可知,該液滴在電場(chǎng)中做_運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)強(qiáng)度為_(kāi),電場(chǎng)力做功大小為_(kāi)【解析】由題意可知，帶電粒子只能作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受重力和電場(chǎng)力的合外力為零有：，根據(jù)動(dòng)能定

4、理：【答案】作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，例1如圖所示，兩板間電勢(shì)差為U，相距為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)正離子q以平行于極板的速度v0射入電場(chǎng)中，在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電荷的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角為多少? 解析：電荷在豎直方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受到的力FEqUq/d 由牛頓第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，由L = v0t得t = L/ v0 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： 帶電離子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，豎直方向的分速度：v離子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度可由下式確定：電荷射出電場(chǎng)時(shí)的速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)交兩板中心水平線(xiàn)上的位置確定：如圖所示，設(shè)交點(diǎn)P到右端Q的距離為x，則由幾何關(guān)系得：點(diǎn)評(píng)：電荷好像是從水平

5、線(xiàn)OQ中點(diǎn)沿直線(xiàn)射出一樣，注意此結(jié)論在處理問(wèn)題時(shí)應(yīng)用很方便 例2兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖183所示，OAh，此電子具有的初動(dòng)能是 ( )A BedUh C D 解析：電子從O點(diǎn)到A點(diǎn)，因受電場(chǎng)力作用，速度逐漸減小，根據(jù)題意和圖示可知，電子僅受電場(chǎng)力，由能量關(guān)系：，又EUd，所以 . 故D正確點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，結(jié)合動(dòng)能定理即可解答本題例3一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖184所示如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)設(shè)粒子束不會(huì)

6、擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為 (粒子的重力忽略不計(jì))分析：帶電粒子在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力做功導(dǎo)致電勢(shì)能的改變圖184解析：水平方向勻速，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t L/ v0 豎直方向加速，則側(cè)移 且 由得則電場(chǎng)力做功由功能原理得電勢(shì)能減少了例4如圖185所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后，獲得速度，并沿垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以速度離開(kāi)電場(chǎng)，已知平行板長(zhǎng)為，兩板間距離為d，求： 圖185的大?。浑x子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間；離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小F；離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

7、中的加速度；離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向速度；離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度的大小；離子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向偏移量y；離子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角的正切值tg解析：不管加速電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，WqU都適用，所以由動(dòng)能定理得： 由于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以離子的運(yùn)動(dòng)類(lèi)似平拋運(yùn)動(dòng) 即：水平方向?yàn)樗俣葹関0的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)在水平方向 F=qE=（和帶電粒子q、m無(wú)關(guān)，只取決于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)）圖186同步檢測(cè)1如圖l86所示，電子由靜止開(kāi)始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變則 ( )A當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v也增大B當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大C當(dāng)

8、改變兩板間距離時(shí)，v不變D當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間延長(zhǎng)圖1872如圖187所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的 ( )A2倍 B4倍 C0.5倍 D0.25倍圖1883電子從負(fù)極板的邊緣垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好從正極板邊緣飛出，如圖188所示，現(xiàn)在保持兩極板間的電壓不變，使兩極板間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電子的入射方向及位臀不變，且要電子仍從正極板邊緣飛出，則電子入射的初速度大小應(yīng)為原來(lái)的（）A B C D24下列帶電粒子

9、經(jīng)過(guò)電壓為U的電壓加速后，如果它們的初速度均為0，則獲得速度最大的粒子是 ( )A質(zhì)子 B氚核 C氦核 D鈉離子Na圖1895真空中有一束電子流，以速度v、沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直自O(shè)點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖189所示，若以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸垂直于電場(chǎng)方向，y軸平行于電場(chǎng)方向，在x軸上取OAABBC，分別自A、B、C點(diǎn)作與y軸平行的線(xiàn)跟電子流的徑跡交于M、N、P三點(diǎn)，那么：(1)電子流經(jīng)M，N、P三點(diǎn)時(shí)，沿x軸方向的分速度之比為 (2)沿y軸的分速度之比為 圖1810(3)電子流每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間的動(dòng)能增量之比為 6如圖1810所示，電子具有100 eV的動(dòng)能從A點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線(xiàn)飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)從D點(diǎn)飛

10、出電場(chǎng)時(shí)，速度方向跟電場(chǎng)強(qiáng)度方向成1 500角則A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB V7靜止在太空中的飛行器上有一種裝置，它利用電場(chǎng)加速帶電粒子形成向外發(fā)射的高速電子流，從而對(duì)飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度已知飛行器質(zhì)量為M，發(fā)射的是2價(jià)氧離子發(fā)射離子的功率恒為P，加速的電壓為U，每個(gè)氧離子的質(zhì)量為m單位電荷的電荷量為e不計(jì)發(fā)射氧離子后飛行器質(zhì)量的變化，求：(1)射出的氧離子速度(2)每秒鐘射出的氧離子數(shù)(離子速度遠(yuǎn)大于飛行器的速度，分析時(shí)可認(rèn)為飛行器始終靜止不動(dòng))8如圖1812所示，一個(gè)電子(質(zhì)量為m)電荷量為e，以初速度v0沿著勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入圖1812勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小

11、為E，不計(jì)重力，問(wèn)：(1)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度(2)電子進(jìn)入電場(chǎng)的最大距離(3)電子進(jìn)入電場(chǎng)最大距離的一半時(shí)的動(dòng)能圖18139如圖1813所示，A、B為兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間距離為d，接在電壓為U的電源上在A板上的中央P點(diǎn)處放置一個(gè)電子放射源，可以向各個(gè)方向釋放電子設(shè)電子的質(zhì)量m、電荷量為e，射出的初速度為v求電子打在B板上區(qū)域的面積圖181410. 如圖1814所示一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定初速度水平拋出，在距拋出點(diǎn)水平距離處，有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管，管上口距地面h/2，為使小球能無(wú)碰撞地通過(guò)管子，可在管子上方的整個(gè)區(qū)域里加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向水平向

12、左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求： (1)小球的初速度v0. (2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小 (3)小球落地時(shí)的動(dòng)能Ek綜合評(píng)價(jià) 1一束帶電粒子以相同的速率從同一位置，垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，所有粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡都是一樣的，這說(shuō)明所有粒子 ( ) A都具有相同的質(zhì)量 B都具有相同的電荷量C電荷量與質(zhì)量之比都相同 D都是同位素圖18152有三個(gè)質(zhì)量相等的小球，分別帶正電、負(fù)電和不帶電，以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，它們分別落在下板的A、B、C三處，已知兩金屬板的上板帶負(fù)電荷，下板接地，如圖1815所示，下列判斷正確的是 ( )A、落在A、B、C三處的小球分別是帶正電、不帶電和帶負(fù)電的B、三小球在

13、該電場(chǎng)中的加速度大小關(guān)系是aAaBaCC、三小球從進(jìn)入電場(chǎng)至落到下板所用的時(shí)間相等D、三小球到達(dá)下板時(shí)動(dòng)能的大小關(guān)系是EKCEKBEKA圖18163如圖1816所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速v0從P點(diǎn)傾斜向上進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若油滴達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小仍為v0，則油滴最高點(diǎn)的位置 ( )A、P點(diǎn)的左上方 B、P點(diǎn)的右上方C、P點(diǎn)的正上方 D、上述情況都可能4. 一個(gè)不計(jì)重力的帶電微粒，進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該微粒的 ( ) A. 運(yùn)動(dòng)速度必然增大 B運(yùn)動(dòng)速度必然減小C. 運(yùn)動(dòng)速度可能不變 D運(yùn)動(dòng)加速度肯定不為零5. 氘核(電荷量為+e，質(zhì)量為2m)和氚核(電荷量為+e、質(zhì)量為3m)經(jīng)相同電壓加速后，垂直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)飛出電場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角的正切值之比為（不計(jì)原子核所受的重力） ( ) A1：2 B2：1 C1：1 D1：4圖18176 如圖1817所示，從靜止出發(fā)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)若加速電壓為U1、偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場(chǎng)中的偏移距離y增大為原來(lái)的2倍(在保證電子不會(huì)打到極板上的前提下)，可選用的方法有 ( ) A使U1減小為原來(lái)的1/2 B使U2增大為原來(lái)的2倍 C使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍 D使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距減