2018年高中物理第1章静电场1.13带电粒子在电场中的偏转习题新人教版.docx

带电粒子在电场中的偏转（答题时间：30分钟）1. 如图是静电分选装置。将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个带电平行板上方的中部，经过电场区域下落。磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，两种颗粒的比荷相同，不计颗粒间的静电力，下列说法正确的是（ ） 传送带A. 磷酸盐颗粒落在左侧B. 石英颗粒落在左侧C. 颗粒具有大小相等的加速度D. 磷酸盐颗粒电势能增加，石英颗粒电势能减小2. 如图所示，在两条竖直边界线所围的匀强电场中，一个不计重力的带电粒子从左边界的 P 点以某一水平速度射入电场，从右边界的 Q 点射出，下列判断正确的有（ ）A. 粒子带正电B. 粒子做匀速圆周运动C. 粒子电势能增大D. 若增大电场强度粒子通过电场的时间变大3. 如图所示，三个带电量相同、质量相等、重力不计的粒子A、B、C，从同一平行板间电场中的同一点P射入，在电场中的运动轨迹如图PA、PB、PC所示，则下列说法中正确的是（ ）A. 三个粒子的加速度关系B. 三个粒子的加速度关系C. 三个粒子的入射速度关系D. 三个粒子的入射速度关系D. 两粒子各自离开矩形区域时的动能相等。4. 如图所示，空间存在匀强电场，方向竖直向下，从绝缘斜面上的M点沿水平方向抛出一带电小球，最后小球落在斜面上的N点。已知小球的质量为m、初速度大小为v0、斜面倾角为，电场强度大小未知。则下列说法中正确的是（ ）A. 可以判断小球一定带正电荷B. 可以求出小球落到N点时速度的方向C. 可以分别求出小球到达N点过程中重力和静电力对小球所做的功D. 可以断定，当小球的速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大5. 如图，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一不计重力的带电粒子从两板中间以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，则以下判断正确的是（ ）A. 该带电粒子带正电B. 该带电粒子带负电C. 若粒子初速度增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出D. 若粒子初动能增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出6. 一对平行金属板长为L，两板间距为d，质量为m，电荷量为e的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压为uAB。如图所示，交变电压的周期，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则（ ）A. 所有电子都从右侧的同一点离开电场B. 所有电子离开电场时速度都是v0C. t0时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大D. t时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为7. 如图所示为一有界匀强电场，其左右边界宽度为2L。一个质量为m，带电荷量为+q的粒子，从图中A点以速度v0垂直于场强方向进入电场，经电场偏转后从B点飞出，B点到入射线距离为L（不计粒子重力）。求:（1）场强E的大小；（2）粒子飞出B点时的速度大小。8. 如图所示，平行板电容器竖直放置在水平绝缘地板上，一个带电质点的质量为m=0.10×10 3kg，电荷量为q= 2.0×10 4C，从电容器中心线上某点由静止开始自由下落，下落了h1=0.80m后进入匀强电场，又下落了h2=1.0m后到达水平绝缘地板。落地点在两板中心O点左侧s=20cm处（未碰板）。g取10m/s2。求：（1）带电质点在空中运动的时间；（2）电容器中匀强电场的场强E的大小和方向。1. AC 解析：因为磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，而装置的左极板带负电，右极板带正电，故磷酸盐颗粒由于受到向左的电场力而落在左侧，石英颗粒由于受到向右的电场力而落在右侧，选项A正确，B错误；由于电场E相同，两种颗粒的比荷相同，故颗粒具有的加速度大小a=也相等，所以选项C正确；两种颗粒都在电场力的作用下运动，电场力做正功，它们的电势能都是减小的，故选项D错误。2. A 解析：由题意知，粒子做类平抛运动，由图知粒子受电场力方向竖直向下，与电场方向相同，故粒子带正电，所以A正确，B错误；电场力做正功，故电势能减小，所以C错误；粒子在水平方向做匀速直线运动，故仅增大电场强度粒子通过电场的时间不变，所以D错误。3. D 解析：三个带电量相同、质量相等的带电粒子在同一电场中的受力相同，故粒子所受的电场力相同，加速度也相同，即，故选项A、B错误；由题意知，再由知，又因为，根据得，故选项C错误，选项D正确。4. BCD 解析：A. 由小球在斜面上做类平抛运动，知合外力方向竖直向下，则电场力方向竖直向上（）或电场力方向竖直向下（），小球可能带负电或带正电，选项A错误。B. 由图知位移偏向角为，设速度偏向角为，利用类平抛运动规律，有，可得：，则可以求出小球落到N点时速度的方向，选项B正确。C、能求出N点的速度，则可求出M至N的时间，能求出运动时间，重力做功就能求得，由动能定理可求得合外力做功，则能得到电场力对小球做的功，选项C正确。D、把运动分解到平行斜面方向（匀加速直线运动）和垂直斜面方向（匀减速直线运动），当小球垂直斜面方向速度减为零时（速度方向平行于斜面），小球离斜面最远，选项D正确。故选BCD。5. AC 解析：粒子向右偏转故粒子受向右的电场力，所以粒子带正电，选项A正确，B错误；若粒子初速度增大到原来的2倍，由于水平方向的加速度不变，根据可知粒子运动时间不变，由s=vt可知竖直位移变为2倍，则恰能从负极板边缘射出，选项C正确，D错误；故选AC。6. BD 解析：电子进入电场后做类平抛运动，不同时刻进入电场的电子竖直方向分速度图象如图，根据图象的“面积”大小等于位移可知，各个电子在竖直方向的位移不全相同，故所有电子从右侧的离开电场的位置不全相同。故A错误。由图看出，所有电子离开电场时竖直方向分速度vy=0，速度都等于v0，故B正确。由以上分析可知，电子离开电场时的速度都相同，动能都相同。故C错误。时刻进入电场的电子，在时刻侧位移最大，最大侧位移为 在t=0时刻进入电场的电子侧位移最大为，则有： 联立式得：，故D正确。故选BD。7. 解：（1）粒子所受电场力方向与v0方向垂直，所以它做类平抛运动水平方向： 竖直方向： （2）方法一：由动能定理： 由（1）可知，将代入可得： 方法二：水平方向： 竖直方向： 8. 解：（1）带电质点在空中的运动可分解为竖直方向和水平方向的运动，在水平方向进入电场后受到的电场力方向为水平向左（暂不讨论），在竖直方向带电质点始终只受重力的作用，做自由落体运动，根据运动合成分解的原理分运动的时间与合运动的时间相同，可以通过求解竖直方向运动的时间来确定合运动的时间，设带电质点在空中下落的时间为t，则有，将数值代入式可得t=0.6s；（2）设带电质点在进入电场之前下落的时间为t1，带电质点在电场中运动的时间为t2，则有t2=tt1，在竖直方向带电质点始终只受重力的作用，其做自由落体运动，故由，有=0.4（s），则有t2=tt1=0.60.4=0.2（s），在水平方向进入电场后受到的电场力方向为水平向左。研究带电质点进入电场后水平方向的运动为初速为0的匀加速运动，设其水平方向的加速度为a，则有 ，水平方向的加速度为电场力的作用所产生，故由牛顿第二定律有 ，联立式代入数值有E=5V/m，电场力方向为水平向左，带电质点带负电荷，负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，故电场强度方向为水平向右。