高二物理上冊知識點檢測題

第9節帶電粒子在電場中的運動

帶電粒子在電場中的加速運動

1.關於帶電粒子(不計重力)在勻強電場中的運動情況,下列說法正確的是(　a　)

a.一定是勻變速運動

b.不可能做勻減速運動

c.一定做曲線運動

d.可能做勻變速直線運動,不可能做勻變速曲線運動

解析:靜電力恆定,則加速度恆定,所以帶電粒子在勻強電場中的運動一定是勻變速運動,可能加速,也可能減速,故選項a正確,b錯誤;若

f合與初速度共線,則為直線運動,若不共線,則為曲線運動,故選項c,d錯誤.

2.兩平行金屬板相距為d,電勢差為u,一電子質量為m,電荷量為e,從o點沿垂直於極板的方向射出,最遠到達a點,然後返回,如圖所示,oa=h,則此電子具有的初動能是(　d　)

a. c. d.

解析:電子從o點運動到a點,因受靜電力作用,速度逐漸減小.由動能定理得m=euoa.因e=,uoa=eh=,故m=.所以選項d正確.

3.(多選)如圖所示,m,n是真空中的兩塊平行金屬板.質量為m、電荷量為q的帶電粒子以初速度v0由小孔進入電場,當m,n間電壓為u時,粒子恰好能到達n板.

如果要使這個帶電粒子到達m,n板間距的1/2後返回,下列措施中能滿足要求的是(不計帶電粒子的重力)(　bd　)

a.使初速度減為原來的1/2

b.使m,n間電壓加倍

c.使m,n間電壓提高到原來的4倍

d.使初速度和m,n間電壓都減為原來的1/2

解析:由題意知,帶電粒子在電場中做減速運動,在粒子恰好能到達n板時,由動能定理可得:

-qu=-m.

要使粒子到達兩極板中間後返回,設此時兩極板間電壓為u1,粒子的初速度為v1,

則由動能定理可得:-q=-m.

聯立兩方程得:=.

可見,選項b,d均符合等式的要求.

帶電粒子在電場中的偏轉運動

4.(多選)三個不計重力的完全相同的帶正電荷的粒子在同一地點沿同一方向水平飛入兩水平板間的偏轉電場,出現了如圖所示的軌跡,則下列敘述錯誤的是(　acd　)

a.在b飛離電場的同時,a剛好打在下極板上

b.b和c同時飛離電場

c.進入電場時c的速度最大,a的速度最小

d.動能的增加量c最小,a和b一樣大

解析:三個粒子的質量和電荷量都相同,則知加速度相同.a,b兩粒子在豎直方向上的位移相等,根據y=at2,可知運動時間相等,故選項a正確.

b,c豎直方向上的位移不等,ycvb.根據ta=tb,xb>xa,則vb>va.所以有vc>vb>va,故選項c正確.

根據動能定理知,靜電力對a,b兩電荷做功一樣多,所以動能增加量相等.靜電力對c電荷做功最少,動能增加量最小,故選項d正確.

5.如圖所示,一帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進入水平放置的平行金屬板內,恰好沿下板的邊緣飛出.已知板長為l,板間距離為d,板間電壓為u,帶電粒子的電荷量為q,粒子通過平行金屬板的時間為t,則(　b　)

a.在前時間內,靜電力對粒子做的功為

b.在後時間內,靜電力對粒子做的功為qu

c.在粒子偏轉前和後的過程中,靜電力做功之比為1∶2

d.在粒子偏轉前和後的過程中,靜電力做功之比為2∶1

解析:粒子在垂直於板的方向做初速度為零的勻加速運動,由y=at2可得,前時間內與t時間內偏轉距離之比為1∶4,在前時間內的位移為y1=,靜電力對粒子做功為w1=qey1=q××=qu,故選項a錯誤.由y=at2可得,後時間內與t時間內偏轉距離之比為3∶4,則在後時間內,靜電力對粒子做功為qu,故選項b正確.

由靜電力做功w=qey,則粒子在偏轉前和後內,沿場強方向位移相等,靜電力做功之比為1∶1,故選項c,d錯誤.

6.噴墨印表機的簡化模型如圖所示.重力可忽略的墨汁微滴,經帶電室帶負電後,以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中(　c　)

a.向負極板偏轉b.電勢能逐漸增大

c.運動軌跡是拋物線 d.運動軌跡與帶電荷量無關

解析:由於忽略重力,所以帶負電的微滴在板間僅受向上的靜電力,故帶電微粒向正極板偏轉,故選項a錯誤;在向正極板偏轉過程中,靜電力做正功,電勢能將減小,選項b錯誤;微滴水平方向做勻速運動,有x=vt,速度v不變,豎直方向的位移y=at2=··（）2=·x2,表明豎直位移y和水平位移x之間的關係曲線為拋物線,選項c正確;關係式中含有q,故選項d錯誤.

綜合應用

7.圖示的直線是真空中某電場的一條電場線,a,b是這條直線上的兩點,一帶正電荷的粒子以速度va經a點向b點運動.一段時間後,該粒子以速度vb經過b點,且vb與va方向相反,不計粒子重力,則下列說法正確的是(　d　)

a.a點的電場強度一定大於b點的電場強度

b.a點的電勢一定高於b點的電勢

c.該粒子在a點的速度可能小於其在b點的速度

d.該粒子在a點的電勢能一定小於其在b點的電勢能

解析:這種情況是粒子從a點向右做減速運動,速度為零之後又反向做加速運動,如圖所示,但一條電場線不能確定a,b兩點場強大小,選項a錯誤;由圖可知φb>φa,選項b錯誤;由於是先減速再加速,所以va一定大於vb,選項c錯誤;正電荷在電勢高的地方電勢能大,選項d正確.

8.(多選)在光滑絕緣的水平桌面上,存在著方向水平向右的勻強電場,電場線如圖中實線所示.一初速度不為零的帶電小球從桌面上的a點開始運動,到c點時,突然受到乙個外加的水平恒力f作用而繼續運動到b點,其運動軌跡如圖中虛線所示,v表示小球經過c點時的速度,則(　ab　)

a.小球帶正電

b.恒力f的方向可能水平向左

c.恒力f的方向可能與v方向相反

d.在a,b兩點小球的速率不可能相等

解析:由ac段運動軌跡可知小球帶正電,選項a正確;由cb段運動軌跡可知恒力f的方向可能水平向左,且f大於靜電力,選項b正確;若恒力f方向與v方向相反,則合力方向不指向cb段的凹向,選項c錯誤;a,b兩點小球的速率有可能相等,選項d錯誤.

9.(2016葫蘆島市第一中學期中)豎直放置的平行金屬板a,b連線一恆定電壓,兩個電荷m和n以相同的速率分別從極板a邊緣和兩板中間沿豎直方向進入板間電場,恰好從極板b邊緣射出電場,如圖所示,不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,下列說法正確的是(　b　)

a.兩電荷的電荷量相等

b.兩電荷在電場中運動的時間相等

c.兩電荷在電場中運動的加速度相等

d.兩電荷離開電場時的動能相等

解析:m,n兩個電荷在電場中做類平拋運動,將它們的運動分解為沿豎直方向的勻速直線運動和水平方向的勻加速直線運動.設板長為l,電荷的初速度為v0,則電荷運動時間為t=,l,v0相同,則時間t相同,故選項b正確;水平方向的位移為y=at2,a=,則y=t2,e,t相同,y不同,因m的大小關係不清楚,q的關係不能確定,故選項a錯誤;由側向位移大小y=at2,t相同,y不同,加速度a不相等,故選項c錯誤;根據動能定理,ek-m=qey,則ek=m+qey,ek大小關係無法判斷,故選項d錯誤.

10.(多選)兩個共軸的半圓柱形電極間的縫隙中,存在一沿半徑方向的電場,如圖所示.帶正電的粒子流由電場區域的一端m射入電場,沿圖中所示的半圓形軌道通過電場並從另一端n射出,由此可知(　bc　)

a.若入射粒子的電荷量相等,則出射粒子的質量一定相等

b.若入射粒子的電荷量相等,則出射粒子的動能一定相等

c.若入射粒子的電荷量與質量之比相等,則出射粒子的速率一定相等

d.若入射粒子的電荷量與質量之比相等,則出射粒子的動能一定相等

解析:由圖可知,該粒子在電場中做勻速圓周運動,靜電力提供向心力,qe=m,得r=,r,e為定值,若q相等,則mv2一定相等;若相等,則速率v一定相等,故b,c正確.

11.(2016葫蘆島市第一中學期中)絕緣光滑水平面內有一圓形有界勻強電場,其俯檢視如圖所示,圖中xoy所在平面與光滑水平面重合,場強方向與x軸正向平行,電場的半徑為r= m,圓心o與座標系的原點重合,場強e=2 n/c,一帶電荷量為q=-1×10-5 c、質量m=1×10-5 kg的帶負電的粒子由座標原點o處以速度v0=1 m/s沿y軸正方向射入電場,求:

(1)粒子在電場中運動的時間;

(2)粒子出射點的位置座標;

(3)粒子射出時具有的動能.

解析:(1)粒子沿x軸方向做勻加速運動,加速度為a,

則eq=ma,x=at2,

沿y軸方向做勻速運動y=v0t

x2+y2=r2

解得t=1 s.

(2)粒子射出電場邊界時,在x軸上運動的位移為

x=at2=··t2=-1 m,

在y軸方向運動的位移為y=v0t=1 m,

位置座標為x1=-1 m,y1=1 m.

(3)出射時的動能由動能定理得eqx1=ek-m

代入解得ek=2.5×10-5 j.

答案:(1)1 s　(2)(-1m,1m)　(3)2.5×10-5 j

(教師備用)

【補償題組】

1.(針對第4題)(2016葫蘆島市第一中學期中)如圖,帶電粒子p所帶的電荷量是帶電粒子q的3倍,它們以相等的速度v0從同一點出發,沿著跟電場強度垂直的方向射入勻強電場,分別打在m,n點,若om=mn,則p和q的質量之比為(不計重力)(　a　)

高二物理上冊知識點檢測題

高二物理上冊知識點檢測題

高二物理上冊知識點總結

高二物理上冊知識點總結

高二物理上冊知識點檢測題

高二物理上冊知識點檢測題

高二物理上冊知識點總結

高二物理上冊知識點總結

相關推薦