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带电粒子在电场中的加速题库
题数
415
考试分类
高中物理>带电粒子在电场中的加速
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简介
高中物理-带电粒子在电场中的加速
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题目预览
【简答题】
[1/415]如图所示，静止的电子在加速电压为U 1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U 2的电场作用下偏转一段距离。现使...
参考答案：
|
AC
|
参考解析：
电子经过加速电场，根据动能定理可得：
进入偏转电场，水平方向：
，竖直方向：
,现要使
加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化，即偏转量不变，则应该使使
加倍，仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍
故选AC，
点评：电子在加速电压作用下获得速度，根据动能定理得到速度的表达式，电子垂直进入平行金属板间的匀强电场中做类平抛运动，运用运动的分解法，得出偏转距离、偏转角度与加速电压和偏转电压的关系，再进行分析．
【简答题】
[2/415]A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图所示。则 【图片】A.电子...
参考答案：
|
AC
|
参考解析：
电子加速运动，受力向右，所以电场强度方向由B向A，A点的电势低于B点的电势，C对；加速度变大，则电场力变大，场强变大，即A、B两点的电场强度E A<E B。A对；B错；电子在只有电场力做功的情况下电势能与动能之和保持不变，所以动能增大电势能减小，D错；
点评：本题难度较小，主要是要明确两种关系，电场力做功与速度、加速度与电场力方向
【简答题】
[3/415]如图所示的示波管，电子由阴极K发射后，初速度可以忽略．经加速后水平经A板小孔，沿M、N两极板中线飞入偏转电场，最后打在荧光屏上的P点，已知加速电压为U...
参考答案：
|
（1）
 ；（2）
|
参考解析：
试题分析:（1）由闭合电路欧姆定律：I=
=
，偏转电极MN间的电势差U
2=IR
2/2=
（2）在加速电场中，由动能定理：eU 1=
解得 v
0=
=
电子在偏转电场中的运动，设偏转距离为y
在进入偏转电场的初速度方向：2L=v 0t
在电场力方向：y=
=
=
；由相似三角形可知
，得
=
【简答题】
[4/415]两平行金属板竖直放置，距离为d．把它们分别与电压为U的直流电源两极相连，如图所示．一个质量为m、电荷量为q的带电微粒位于两金属板上端的中点处，无初速释...
参考答案：
|
参考解析：
设微粒带的是正电荷，它将落到右边的金属板上．它在电场中运动的过程中，电场力做功W 1=qU/2．
它在水平方向上的分运动是初速为零的匀加速运动，运动时间为t，
则
，
．
它在竖直方向的分运动是自由落体运动，竖直分位移
，
运动过程中电场力做功W 2=mgh=
．
根据动能定理，微粒到达金属板时的动能E k=W 1+W 2=
．
现要求U加倍而E k不变，即
=
，
解出应满足的条件是
．
【简答题】
[5/415](12分)如图11所示，长L＝1.2 m、质量M＝3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10 －4 ...
参考答案：
|
(1)
 s (2)27 J (3)2.16 J
|
参考解析：
(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a
1，木板的加速度为a
2，则由牛顿第二定律
对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma 1
对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma 2
又
a
1t
2－
a
2t
2＝L
得物块滑过木板所用时间t＝ s.
(2)物块离开木板时木板的速度v 2＝a 2t＝3 m/s.
其动能为E k2＝Mv
2
2＝27 J
(3)由于摩擦而产生的内能为
Q＝F 摩x 相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16 J.
对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma 1
对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma 2
又
a
1t
2－
a
2t
2＝L
得物块滑过木板所用时间t＝
s.
(2)物块离开木板时木板的速度v 2＝a 2t＝3
m/s.
其动能为E k2＝
Mv
2
2＝27 J
(3)由于摩擦而产生的内能为
Q＝F 摩x 相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16 J.
【简答题】
[6/415]如图17所示，光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P，质量分别为mA和mB的小物块A和B（可视为质点）分别带有+QA和+QB的电荷量，两物块由绝缘的轻弹簧...
参考答案：
|
1）
（2）  ；
 ；
（3）  ；
|
参考解析：
分析：（1）要正确求出C下落的最大距离，关键是正确分析当达到最大距离时系统中各个物体的状态，开始由于A受水平向左的电场力以及弹簧的弹力作用，A被挤压在挡板P上，当B向右运动弹簧恢复原长时，A仍然与挡板之间有弹力作用，当B继续向右运动时，弹簧被拉长，当弹簧弹力大小等于A所受电场力时，A与挡板之间弹力恰好为零，此时B、C的速度也恰好为零，即C下落距离最大，注意此时A处于平衡状态，而B、C都不是平衡状态．
（2）依据电场力做功即可求出小物块B的电势能的变化量，B、C一起运动过程中，初末速度均为零，B电势能增大，C重力势能减小，依据功能关系即可求出弹簧弹性势能变化量．
（3）对系统根据功能关系有：当小物块A刚离开挡板P时，C重力势能减小量等于B电势能和弹簧弹性势能以及B、C动能变化量之和；B球在竖直方向合外力为零，因此对B球正确进行受力分析即可求出小物块对水平面的压力．
解：（1）开始时弹簧的形变量为x 1，
对物体B由平衡条件可得：kx 1=Q BE
设A刚离开挡板时，
弹簧的形变量为x 2，
对物块B由平衡条件可得：kx 2=Q AE
故C下降的最大距离为：h=x 1+x 2=
(Q
A+Q
B)
（2）物块C由静止释放下落h至最低点的过程中，
B的电势能增加量为：
△E p=Q BEh=
Q
B(Q
A+Q
B)
由能量守恒定律可知：
物块由静止释放至下落h至最低点的过程中，
c的重力势能减小量等于
B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量
即：Mgh=Q BEh+△E 弹
解得：△E 弹=
(Mg-Q
BE)(Q
A+Q
B)
故小物块C下落到最低点的过程中，小物块B的电势能的变化量为
Q
B(Q
A+Q
B)，弹簧的弹性势能变化量为△E
弹=
(Mg-Q
BE)(Q
A+Q
B)
（3）当C的质量为2M时，
设A刚离开挡板时B的速度为V，
由能量守恒定律可知：2Mgh=Q BEh+△E 弹+
(2M+m
B)V
2
解得A刚离开P时B的速度为：
因为物块AB均不离开水平桌面，
设物体B所受支持力为N B1，所以对物块B竖直方向受力平衡：
m Bg=N B1+Q BvB
由牛顿第三定律得：N B=N B1
解得：N B=m Bg-BQ B
故小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小为：
，此时小物块B对水平桌面的压力为：N
B=m
Bg-BQ
B．
【简答题】
[7/415]（10分）一束电子流在经U=5000V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的电场，如图所示，若两极间距d=1.0cm，板长l=5.0cm...
参考答案：
|
参考解析：
在加速电压一定时，偏转电压
越大，电子在极板间的偏转距离就越大，当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压．
加速过程，由动能定理得：
．①-----------------1分
进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动：
．②-------1分
，③--------------------2分
偏转距离：
，④-----------------------2分
能飞出的条件为：
．⑤-------------------------2分
解①②③④⑤式得：
．----------------2分
点评：本题学生清楚粒子在偏转的过程中做类平抛运动，可按平抛运动的方法进行分析，计算。
【简答题】
[8/415]如图所示，初速度不计的电子从电子枪中射出，在加速电场中加速，从正对P板的小孔射出，设加速电压为U 1，又垂直偏转电场方向射入板间并射出，设偏转电压为U...
参考答案：
|
ACD
|
参考解析：
据题意，电子经过加时电场后获得的动能为：
，经过整理电子进入偏转电场的速度为：
，则A选项正确；电子进入偏转电场后的加速度为：
，据图设偏转电场两极板距离为d，通过偏转电场的时间为：
，整理得
，则U
1的变化对电子在偏转电场中的运动时间没有影响，B选项错误而C选项正确；电子在偏转电场中的偏移量为：
，当仅使U
1变大，其它条件不变的情况下可以使偏移量变小，D选项正确。
【简答题】
[9/415]下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系说法中正确的是（ ） A．带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速度方向一...
参考答案：
|
D
|
参考解析：
无
【简答题】
[10/415]（18分）如图甲所示，两个完全相同的平行板电容器PQ和MN，板间距离为d，极板长为L，极板厚度不计。将它们置于图示方向足够大的匀强磁场中，磁感应强度为...
参考答案：
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（1）U=B
0v
0d（2）
 （3）
 +
 （4）
|
参考解析：
（1）正电荷受到的电场力与受到的磁场力平衡qE=qv 0B 1 （1分）
匀强电场中
（1分）
则U=B 0v 0d （1分）
（2）电荷在磁场中的运动
（1分）
则正电荷做圆周运动的半径为
x=2r-d （2分）
则
（1分）
（3）由公式T=
得T=
（2分）
粒子在磁场中运动的总时间为t 1= T=
（1分）
粒子在两平行板间运动的总时间为： t 2=2
（1分）
粒子运动的总时间为t= t 1+ t 2=
+
（1分）
（4）由几何知识可知：
（3分）
又
（1分）
（2分）