鲁科版高中物理必修第三册课后习题 第2章 电势能与电势差 第4节 带电粒子在电场中的运动.docVIP

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第4节带电粒子在电场中的运动

必备知识基础练

1.在如图所示的匀强电场中,若一个点电荷从P点由静止释放,(不计粒子重力)则下列说法正确的是()

A.该点电荷可能做匀变速曲线运动

B.该点电荷一定向右运动

C.静电力对该点电荷可能不做功

D.该点电荷一定做匀加速直线运动

2.让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场,要使它们最后的偏转角相同,这些粒子进入电场时必须具有相同的()

A.初速度 B.初动能

C.加速度 D.无法确定

3.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为1.67×10-27kg,所带电荷量为1.6×10-19C,则下列说法正确的是()

A.加速过程中质子电势能增加

B.质子所受到的静电力约为2×10-15N

C.质子加速需要的时间约为8×10-6s

D.加速器加速的直线长度约为4m

4.如图所示,A、B两个带正电的粒子,所带电荷量分别为q1与q2,质量分别为m1和m2。它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,A粒子打在N板上的A点,B粒子打在N板上的B点,若不计重力,则()

A.q1q2 B.m1m2

C.q1m

5.如图所示,电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、所带电荷量分别为+q和-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中),不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于()

A.s2

B.s2

C.s4

D.s

6.(山东聊城检测)如图所示,质量为m、所带电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从A点射入匀强电场,并从电场另一侧B点射出,且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°,粒子的重力不计,已知匀强电场的宽度为L,求:

(1)匀强电场的电场强度E;

(2)A、B两点间的电势差UAB。

7.虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量m=2.0×10-11kg、所带电荷量q=+1.0×10-5C,从a点由静止开始经电压U=100V的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度方向与电场方向成30°角。已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计。求:

(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1;

(2)水平匀强电场的电场强度大小;

(3)a、b两点间的电势差。

关键能力提升练

8.(多选)如图所示,M、N是真空中的两块平行金属板,质量为m、所带电荷量为q的带电粒子,以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子恰好能到达N板,如果要使这个粒子到达M、N板间距的12

A.使初速度减为原来的1

B.使M、N间电压加倍

C.使M、N间电压提高到原来的4倍

D.使初速度和M、N间电压都减为原来的1

9.如图所示,静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离。现使U1变为原来的2倍,要想使电子射出电场的位置不发生变化,应该()

A.使U2变为原来的2倍

B.使U2变为原来的4倍

C.使U2变为原来的2倍

D.使U2变为原来的1

10.如图所示为示波管工作原理图。现有一质量为m、所带电荷量为e的电子经加速电场AB加速后进入偏转电场CD,最后打到荧光屏上。已知加速电压为U1,偏转电场电压为U2,板间距为d,板长为L,板右侧到荧光屏水平距离为s。求:

(1)电子从加速电场射出时的速度大小;

(2)电子从偏转电场射出时的偏转距离y;

(3)电子打到荧光屏上的侧移距离Y。

参考答案

第4节带电粒子在电场中的运动

1.D该点电荷受到水平方向上的静电力做匀加速直线运动,因为该点电荷的电性未知,无法确定向哪个方向做匀加速直线运动,A、B错误,D正确;该点电荷在运动的过程中,静电力做正功,C错误。

2.B进入电场中的粒子的偏转角tanθ=vy

3.D静电力对质子做正功,质子的电势能减少,A错误;质子受到的静电力大小F=qE=2×10-14N,B错误;质子的加速度a=Fm=1.2×1013m/s2,加速时间t=va=8×10

4.C设粒子进入电场时的速度为v0,所带电荷量为q,质量为m,所以加速度a=qEm,运动时间t=xv0,偏转位移为y=12at2,整理得y=

5.B根据对称性,两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心,则在水平方向有