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高中物理 19带电粒子在电场中的运动(同步练习) 新人教版选修3-1


带电粒子在电场中的运动同步试题
一、选择题:
1、某电场的一条电场线如图所示,在正电荷从 A 点移到 B 点的过程中: ) ( A、电场力对电荷做正功 B、电场力对电荷不做功 C、电荷克服电场力做功 D、电势能增加 2、下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差 U 后,哪个粒 子获得的速度最大: ( ) A、质子 1 H
1

B、氘核 1 H

2

C、 ? 粒子 2 He
4

D、钠离子 Na+

3、如图所示 P 和 Q 为两平行金属板,板间电压为 U,在 P 板附近有 一电子由静止开始向 Q 板运动, 关于电子到达 Q 板时的速率, 下列说 法正确的是: ( ) A、两板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大 B、两板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大 C、与两板间距离无关,仅与加速电压 U 有关 D、以上说法都不正确 4、真空中水平放置的两金属板相距为 d,两板电压是可以调节的,一个质量为 m、带电量 为+q 的粒子,从负极板中央以速度 vo 垂直极板射入电场,当板间电压为 U 时,粒子经 d/4 的距离就要返回,若要使粒子经 d/2 才,返回,可采用的方法是( ) A、vo 增大 1 倍 B、使板间电压 U 减半 C、vo 和 U 同时减半 D、初速增为 2vo,同时使板间距离增加 d/2: 5、如图所示,电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过 A、B 两板间的加速电 场后飞出,不计重力的作用,则: ) ( A、它们通过加速电场所需的时间相等 B、它们通过加速电场过程中动能的增量相等 C、它们通过加速电场过程中动量的增量相等 D、它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等 6、如图所示 在一匀强电场中,有两个平行的电势不同的等势面 A 和 C,在它们的正中间放入一个金属网 B,B 接地。现有一正电荷只 在电场力的作用下垂直于等势面方向运动,经过 A 时动能为 20J,穿 过 B 到达 C 时动能减为零, 那么在该正电 荷运动过程中, 当它的电势 能为 5J 时,它的动能为: ( ) A、20J B、15J C、10J D、5 J 7、电子以初速度 v0 沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中,现增大两板间的 电压,但仍使电子能够穿过平行板间,则电子穿越平行板所需要的时间: ) ( A、随电压的增大而减小 B、随电压的增大而增大 C、加大两板间距离,时间将减小 D、与电压及两板间距离均无关 8、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其它力的作用 )( ) : A、电势能增加,动能增加 B、电势能 减小,动能增加 C、电势能和动能都不变 D、上述结论都不正确 9、如图所示,一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间的匀强电

1

场,已知粒子的带电量为 q,两板间的电势差为 U,则粒子运动过程中( ) A、若粒子从电场中射出,则粒子动能增加了 qU B、若粒子从电场中射出,则电场力一定对粒子做了 qU/2 的功 C、若粒子打在极板 上,则电场力一定对粒子做了 qU/2 的功 D 、若粒子打在极板上,则粒子的动能一定增加了 qU 10、 一静止电子开始经电压为 U1 的加速电场加速后,又垂直于电场线进入电压为 U2 的两平 行金属板间的偏转电场, 射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为 y, 要使 y 增大, 则应: ) ( A、U1、U2 都增大 B、U1、U2 都减小 C、U1 减小、U2 增大 D、U1 增大、U2 减小

二、填空题
1、如图所示,水平安放的 A、B 两平行板相距 h,上板 A 带正电, 现有质量 m,带电量为+q 的小球,在 B 板下方距离 H 处,以初速 v0 竖直向上从 B 板小孔进入板间电场,欲使小球刚好能到 A 板,则 A、 B 间电势差 UAB= 。 2、 质子 1 H 和 ? 粒子 2 He 在匀强电场中由静止开始加速, 通过相同 位
1 4

移时,它们的动能比为 ,所用时间比为 。 6 3、 一个电子以 3.2×10 m/s 的初速度沿电场线方向射入匀强电场, 在电场中飞行了 9.1×10-7s 后开始返回,则匀强电场的场强大小为 ,电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过 的路程为 。 4、 ? 粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中,设都能飞出电场, 则它们离开匀强电场时,侧向位移之比 y ? :yH= ,动能增量之比

?E K? : ?E KH =



5、如图所示,水平平行金属板 A、B 间距为 d,带电质点质量为 m,电荷 量为 q,当质点以速率 v 从两极板中央处于水平飞入两极间,两极不加电 压时,恰好从下板边缘飞出,若给 A、B 两极加一电压 U,则恰好从上板 边缘飞出,那么所加电压 U= 。 6、如图所示,电子的电荷量为 e,质量为 m,以 v0 的速度沿与场强垂直的方 向从 A 点飞入匀强电场,并从另一侧 B 点沿与场强方向成 150°角飞出。则 A、B 两点间的电势差为 。 三、计算题: 1、一初速度为零的带电粒子经电压为 U=4.0×1 03V 的匀强电场加速后,获得 5.0×103m/s 的速度,粒子通过加速电场的时间 t=1.0×10-4s,不计重力作用,则带电粒子的荷质比为 多 大?匀强电场的场强为多大?粒子通过电场过程中的位移为多大?

2、图表示一周期为 T0 的交变电场的波形,纵坐标代表场强。从 t=0 开始,电场按图示的情形周期性变化。今有质量为 m、电量为

2

e、初速为零的电子,在电场力作用下从 t=0 开始运动,求:⑴电子在 2T0 内的位移⑵何时 电子动能最大 ?最大值是多少?

3、一带电量 q=6.4×10-19C、质量 m=1.6×10-25 ㎏的初速度为零的粒子,经电压 U=200V 的 加速电场加速后, 沿垂直于电场线方向进入 E=1.0×103V/m 均匀偏转电场。 已知粒子在穿越 偏转电场过程中沿场强方向的位移为 5 ㎝, 不计粒子所受重力, 求偏转电场的宽度和粒子穿 越偏转电场过程中偏角的正切。

4、如图所示,离子发生器发射出一束质量为 m,带电量为 q 的离子(初速不计) ,经加速电压 u1 加速后以垂直于电场 方向射入两平行板中央,受偏转电压 u2 作用后,以速度 v 离开电场。已知平行板的长度为 L,两板间距离为 d,试证 明 ⑴偏转量 y 与离子的质量和带电量无关 ⑵出射速度 v 的反向延长线都交于平行板的中点, 好像所有不同质量和电量的离子都从此中 心向外从各方向射出。 ⑶不同的离子在偏转电场中具有相同的轨道

带电粒子在电场中的运动同步试题答案
3

一、选择题:
1、A 2、A 3、C 4、B 5、BD 6、D 7、D 8、B 9、C 10、C

二、填空题:
1 2 mv 0 ? mg ?h ? H ? 1、 2 q
2、1:2

1: 2

3、2V/m 0.29m 4、1:2 2:1 5、

2mgd q

6、-3eBV0 三、计算题: 1、3.125×103C/㎏ 1.6×104V/m 0.25m 2、⑴

E0 e 2 T0 2m T0 2
n=0、1、2…… Ekm=

⑵t=(2n+1)

?eE0T0 ?2
8m

3、板长 0.2m

tan ? ?

1 2

4、y=

U2 4U 1 d

4


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