2024-2025高中物理人教版必修题型分组提高巩固练习第5节 带电粒子在电场中的运动 （解析版）.docx

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第5节带电粒子在电场中的运动

（作业时间：30分钟）

带电粒子在电场中的加速

1．如图，P、Q是真空中竖直放置的两块平行金属板，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m、电荷量为e，不计重力。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是（）

A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变

B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍

C．若将两极板间电势差U增大为原来的四倍，则电子到达Q板的时间保持不变

D．若将两极板间电势差U增大为原来的四倍，则电子到达Q板的时间减为原来的

【答案】AD

【详解】AB．根据动能定理得，可得电子到达Q板的速度，将板间距增大一倍，因为电压不变，则电子到达Q板的速率不变，故A正确，B错误；

CD．电子的加速度根据，得，U增大四倍，则电子到达Q板的时间变为原来的，故C错误，D正确。故选AD。

2．如图甲所示，在间距足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上按如图乙所示规律变化的电压，在时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则（）

A．电子一直在A、B两板间做往复运动

B．当时，电子的速度最大

C．当时，电子将回到出发点

D．在足够长的时间内，电子一定会碰上B板

【答案】D

【详解】时，A板电势比B板电势高，则电场方向竖直向下，电子受向上的电场力，电场力与重力二力平衡，时，场强改变方向，电子受向下的电场力和重力作用，电子向下加速运动，直到后电子匀速向下运动，然后再加速运动，之后重复上述向下运动，故电子一直向下运动，在足够长的时间内，电子一定会碰上B板。故D正确，ABC错误。故选D。

二、带电粒子在电场中的偏转

3．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K发出电子（初速度不计），经过电压为的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．金属板长为L，相距为d，当A、B间电压为时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（）

A．变小，变大 B．变大，变小

C．变大，变大 D．变小，变小

【答案】A

【详解】设经过电压为的加速电场后，速度为v，在加速电场中，由动能定理可得

电子进入偏转电场后做类平抛运动，在水平方向上在竖直方向上解得

由此可知，当变小，变大。y变大，BCD错误，A正确。故选A。

4．如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强射入，分别落到极板A、B、C处，如图所示，则正确的有()

A．粒子A带负电，B不带电，C带正电

B．三个粒子在电场中运动时间相等

C．三个粒子在电场中运动的加速度aA＞aB＞aC

D．三个粒子到这极板时动能EkA＜EkB＜EkC

【答案】D

【详解】ABC.三个微粒的初速度相等，水平位移关系为，根据水平方向做匀速直线运动，所以他们的运动时间关系为．三个微粒在竖直方向的位移相等，根据可知，他们加速度的关系为；从而可知B仅受重力，A受电场力向上，C受电场力向下，所以B不带电，A带正电，C带负点，故ABD错误．

D.根据动能定理，三个微粒重力做功相等，A电场力做负功，C电场力做正功，所以C的动能变化量最大，A的动能变化量最小，又因为初动能相等，所以三个微粒到达极板时的动能关系为，所以D正确．

三、示波管的原理

5．示波管是示波器的核心部件，如图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）

A．极板X带正电?????极板Y带正电

B．极板带正电???极板Y带正电

C．极板X带正电?????极板Y带负电

D．极板带正电???极板Y带负电

【答案】A

【详解】电子受力方向与电场方向相反，因电子向X偏转，则电场方向为X到，则X带正电；同理，电子向Y方向偏转，则电场方向为Y到，则Y带正电。故选A。

6．如图所示，在匀强电场中，将一质量为、带电荷量为q的带电小球由静止释放，带电小球运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，小球的重力不能忽略，关于匀强电场的场强大小，下列说法正确的是（）

A．唯一值是

B．最大值是

C．最小值是

D．最小值是

【答案】C

【详解】小球在重力和电场力的共同作用下做匀加速直线运动，只需电场力与重力的合力沿运动方向即满足题意，当电场力与合力方向垂直时电场力最小，即，故，故选C.

7．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中虚线所示，由上极板的左下端沿水平直线通过电容器，由下极板的右上端射出