帶電粒子在電容器的運(yùn)動(dòng)_第1頁
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、單選題(共4小題).如圖所示,電子在電勢(shì)差為的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢(shì)差為的兩塊平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,在滿足電子能射出平行極板區(qū)的條件下,下述四種情況中,定能使電子的偏轉(zhuǎn)角9變大的是()口1口1變大,變大c.5變大,變小變小,變大D.變小,變小.如圖所示,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為『7時(shí),帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出;當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為。口時(shí),帶電粒子沿②軌跡落到B板中間;設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()B.A.5公1:4B.D..如圖所示,A板發(fā)出的電子由靜止開始經(jīng)加速后,水平射入水平位置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在光屏金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在光屏P上,關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),電子打在熒光屏上的速度不變A.B.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),電子打在熒光屏上的位置下降C.電壓U增大時(shí),電子打在熒光屏上的速度大小不變D.電壓U增大時(shí),電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間變大4.如圖所示,在真空中有一對(duì)帶電的平行金屬板水平放置。一帶電粒子沿平行于板面的方向,從左側(cè)兩極板中央射入電場(chǎng)中,恰能從右側(cè)極板邊緣處離開電場(chǎng)。不計(jì)粒子重力。若可以改變某個(gè)量,下列哪種變化,仍能確保粒子一定飛出電場(chǎng)()A.只增大粒子的帶電量B.只增大電場(chǎng)強(qiáng)度C.只減小粒子的比荷D.只減小粒子的入射速度二、多選題(共4小題).如圖所示,質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì)),則從開始射入到打到上極板的過程中()A.它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tP:tQ=1:2B.它們的電勢(shì)能減少量之比△Ep.bEq=1:4C.它們所帶電荷量之比qp:qq=1:2D.它們的速度增量之比△v「Avq=1:2.如圖所示,平行金屬板A、B水平正對(duì)放置,分別帶等量異號(hào)電荷,一帶電微粒水平射入板間,在重力和電場(chǎng)力共同作用下運(yùn)動(dòng),軌跡如圖中虛線所示,那么()A.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能一定增加B.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢(shì)能一定增加C.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)機(jī)械能可能增加D.若微粒帶正電荷,則A板一定帶正電荷.如圖所示,一帶電粒子在電場(chǎng)中沿曲線AB運(yùn)動(dòng),并從B點(diǎn)穿出電場(chǎng).a、b、c、d為該電場(chǎng)中的等勢(shì)面,這些等勢(shì)面都是互相平行的豎直平面,不計(jì)粒子所受重力,則()abedA.該粒子一定帶負(fù)電.此電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)C該電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向一定水平向左D.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不斷減少8.水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用長為R的輕質(zhì)細(xì)線在0點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球,靜止C.=D.飛二亞^三、計(jì)算題(共1小題)9.電路如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=28V,內(nèi)阻r=2,電阻R1=12,R2=R4=4,R3=8,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長1=0.20m,兩極板的間距d=1.0x10^m.求:(1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài),R3上的電壓是多少?(2)當(dāng)開關(guān)閉合后,R3上的電壓會(huì)變化,那么電容器上的電壓等于多少?(3)若開關(guān)S斷開時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的電場(chǎng)中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),問:當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中,能否從C的電場(chǎng)中射出?(要求寫出計(jì)算和分析過程,g取10m/s2)四、解答題(共1小題)10.如圖所示為真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計(jì)),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進(jìn)入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中(偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)),電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)打在熒光屏上的P點(diǎn),已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L1,板右端到熒光屏的距離為L2,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e.求:(1)電子穿過A板時(shí)的速度大小;(2(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量y1;(3)熒光屏上P點(diǎn)到中心位置0點(diǎn)的距離.答案部分.考點(diǎn):運(yùn)動(dòng)的合成與分解帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:設(shè)電子被加速后獲得初速為%,則由動(dòng)能定理得:2出=今加;,設(shè)極板長為l,則電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)所用時(shí)間:t=《,口=絲;電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),平行于電場(chǎng)方向的也速度:匕=由,可得:力仍日=殳=%!=上:,故一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角目變大的是u變小,U2變大,故ACD錯(cuò)誤,B正確。答案:D.考點(diǎn):運(yùn)動(dòng)的合成與分解帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:對(duì)軌跡①分析,水平方向:E=W與;豎直方向:弓=彳%0,%=殳*,4=?,………,、,_,_、,』,,—、,M「明對(duì)軌跡②分析,水平方向:;=,門,豎直方向:,%=,=—,綜上U1:U2=1:8,故ACD錯(cuò)誤,B正確。答案:B.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:解:由題意知,電子在加速電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得:甘仃二工加,2電子獲得的速度為y二『國。.電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),也就是平行電場(chǎng)方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為以二吧典,md,一一、—-,12電子在電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)的位移為:您.L垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為£=:,又因?yàn)槠D(zhuǎn)電場(chǎng)方向向下,所以電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里向上偏轉(zhuǎn).A、滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),加速電壓變小,所以電子獲得的速度v減小,由上式得知,電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變大,故電子偏轉(zhuǎn)位移y變大,因?yàn)殡娮酉蛏掀D(zhuǎn),故在屏上的位置上升,故A錯(cuò)誤;B、滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),加速電壓變大,所以電子獲得的速度v增加,由上式得知,電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t減少,故電子偏轉(zhuǎn)位移y變小,因?yàn)殡娮酉蛏掀D(zhuǎn),故在屏上的位置下降,故B正確;C、偏轉(zhuǎn)電壓增大時(shí),電子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力增大,即電子偏轉(zhuǎn)的加速度a增大,又因?yàn)殡娮荧@得的速度v不變,電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變,a增大,而電子打在屏上的速度為護(hù)工不,故電子打在屏上的速度增大,故C錯(cuò)誤;D、偏轉(zhuǎn)電壓增大時(shí),電子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力增大,即電子偏轉(zhuǎn)的加速度度a增大,但因加速電壓不變,電子進(jìn)入電場(chǎng)的速度沒有變化,電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t沒有發(fā)生變化,故D錯(cuò)誤.故選:B答案:B.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:設(shè)離子初速度為v,離子的質(zhì)量為m,電量q,板間的場(chǎng)強(qiáng)為E,板間距離為d,板長為L,則E二憂,?二,獨(dú)婷,若只增大粒子的帶電量,則假設(shè)穿出電場(chǎng)則時(shí)間不變,22m而發(fā)生的側(cè)位移大于:,故離子不能飛出電場(chǎng),故A錯(cuò)誤;若只增大電場(chǎng)強(qiáng)度,則假設(shè)穿2出電場(chǎng)則時(shí)間不變,而發(fā)生的側(cè)位移大于g,故離子不能飛出電場(chǎng),故B錯(cuò)誤;只減小粒2子的比荷,則離子飛出電場(chǎng)的時(shí)間不變,發(fā)生的側(cè)位移小于?,故離子能飛出電場(chǎng),故C正2確;只減小粒子的入射速度,則假設(shè)穿出電場(chǎng)則時(shí)間變長,則發(fā)生的側(cè)位移大于?,故離子2不能飛出電場(chǎng),故D錯(cuò)誤。故選C。答案:C.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:帶電粒子在垂直電場(chǎng)方向上不受力,都做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移相等,由x=v0t可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,即tQ=tp.故A錯(cuò)誤;平行電場(chǎng)方向受到電場(chǎng)力,做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式,有:y=~2a12=產(chǎn)由于兩帶電粒子平行電場(chǎng)方向分位移之比為yP:yQ=1:2,所以它們所帶的電荷量之比qP:qQ=yP:yQ=1:2;電勢(shì)能的減小量等于電場(chǎng)力做的功即4E=qEy,因?yàn)樨Q直位移之比為:yp:yQ=1:2,電荷量之比為:qp:qQ=1:2,所以它們電勢(shì)能減少量之比為:△EM:△EN=1:4.故BC正確;由動(dòng)量定理可知:動(dòng)量的增量等于Eqt;而qp:qQ=1:2,故動(dòng)量增加量之比:△PP:△PQ=1:2,故速度的增量之比△v心vQ=1:2,故D正確。故選BCD。答案:BCD.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:以帶電微粒為研究對(duì)象分析受力可知,微粒同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力作用,由其運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向僅可判斷出重力與電場(chǎng)力合力向下,而電場(chǎng)力方向可能豎直向上,亦可能豎直向下,故微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)合力做正功,其動(dòng)能增大,機(jī)械能可能增加,A板帶可能帶正電荷,亦可能帶負(fù)電荷,故AC正確。故選AC答案:AC.考點(diǎn):電勢(shì)能、電勢(shì)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,粒子所受電場(chǎng)力方向指向曲線的內(nèi)側(cè),又因?yàn)閹щ娏W铀茈妶?chǎng)力與等勢(shì)線垂直,即水平向右,C錯(cuò)誤;由于不知各等勢(shì)面的電勢(shì)未知,所以無法判斷粒子的電性,A錯(cuò)誤;由于等勢(shì)線互相平行,可知電場(chǎng)線也互相平行,因此可以判斷此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),B正確;由于粒子的速度與電場(chǎng)力成鈍角,所以粒子做減速運(yùn)動(dòng),即動(dòng)能不斷減小,D正確;故選BD。答案:BD.考點(diǎn):勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:對(duì)小球進(jìn)行受力分析,由小球靜止時(shí)的位置可知受到的電場(chǎng)力水平向右,所以小球帶正電,A正確,B錯(cuò)誤;那么等效最高點(diǎn)時(shí)5點(diǎn),小球恰能通過等效最高點(diǎn)的條件是:,解得最高點(diǎn)的最小速度為:昨或,由初位置到最高點(diǎn)cos370RVcos37°丫4的過程,根據(jù)動(dòng)能定理有:-一三2尺二工落y一二朗沖口,解得:。故選cos3722AC。答案:AC

9.考點(diǎn):運(yùn)動(dòng)的合成與分解帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電阻的串聯(lián)、并聯(lián)閉合電路的歐姆定律試題解析:(1)S斷開時(shí),電阻&兩端電壓為。3=(2)5閉合后,外阻為H=W;觸=6風(fēng)+瑪+&路端電壓為u=言乒ziu電容器上的電壓等于電阻&兩端電壓為口廣互;yE4V(3)設(shè)微粒質(zhì)量為辦電量為q,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)有:華二加gd當(dāng)開關(guān)s閉合后,設(shè)微粒加速度為。,則酬且一工;二班口dL設(shè)微粒能從。的電場(chǎng)中射出,則水平方向:%=一豎直方向:y~一一r。d由以上各式求得:y=6.25xl03m>—2故微粒不能從C的電場(chǎng)中射出。答案:(1)16V;(2)14V;(3)不能。10.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題解析:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為V0,由動(dòng)能定理得:eU]hg:mv02,解得:v0=J,嗎;(2)電子以速度0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為卜電子的加速度為,離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為力,由牛頓第二定律得:F=eE2:u由牛頓第二定律得:F=eE2:=(^-=ma,解得:a=,d由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:匕二丫。7,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:匕二丫。7,舄叫2,解得:刀=常;(3)設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向

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