带电粒子在电场中的运动提高练习.doc

带电粒子在电场中的运动提高练习1如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( )A2倍 B4倍 C0.5倍 D0.25倍2电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图所示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位置不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（）A B C D23(多选)在竖直向下的匀强电场中有a、b两个带电液滴，分别竖直向上和向下做匀速直线运动，液滴间相互作用力不计，则()Aa、b带同种电荷 Ba、b带异种电荷Ca的电势能减小 Db的重力势能增大4(多选)如图所示，两平行板电容器的四块极板A、B、C、D平行放置(A、B两极板充电后电源断开，C、D两极板始终与电源相连)，每块极板上开有一个小孔，四个小孔M、N、P、Q的连线与极板垂直一个电子以非常小的速度从小孔M进入A、B极板间，在被A、B极板间的电场加速后，从小孔P进入C、D极板间，但未从小孔Q射出，则()A若将B极板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 B若将A极板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出C若将D极板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出D若将C极板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出5(多选)某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用要增大除尘率，则下列措施可行的是()A只增大电压UB只增大高度dC只增大长度LD只增大尘埃被吸入水平速度v0 6如图所示，匀强电场水平向右，细线一端固定，另一端拴一带正电的小球，使小球在竖直面内绕固定端O做圆周运动不计空气阻力，电场力和重力大小刚好相等，细线长为r.当小球运动到图中位置A时，细线在水平方向，拉力大小恰好与重力大小相等重力加速度大小为g，则小球的最小速度大小为() A. B.C. D. 7（多选）是示波管的工作原理图：电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d，y为电子离开偏转电场时发生的偏转距离取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即(该比值越大则灵敏度越高)，则下列方法可以提高示波管的灵敏度的是()A增大U1 B增大U2C减小L D减小d 8（多选）如图所示，一个质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动ON与水平面的夹角为30，重力加速度为g，且mgEq，则()A电场方向竖直向上B小球运动的加速度大小为gC小球上升的最大高度为 D若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为9如图所示，匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内，M、N分别为AB和AD的中点，一个初速度为v0，质量为m的带负电粒子q沿纸面射入电场带电粒子的重力不计(1)如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场后，恰好从D点离开电场，求匀强电场的电场强度E和带电粒子从D点离开电场时的动能Ek1.(2)若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场，它在电场中的运动时间t是多少？离开电场时的动能Ek2为多大？ 10如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上在A板上的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子设电子的质量m、电荷量为e，射出的初速度为v求电子打在B板上区域的面积11. 如图所示一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，求： (1)小球的初速度v0. (2)电场强度E的大小 (3)小球落地时的动能Ek12如图所示，y轴在竖直方向，x轴在水平方向，一质量为m、带电荷量为q的小球在坐标为(0，0.3 m)的A点以初速度v0平行于x轴正方向射入第一象限，在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，在第四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E2，其中m0.1 kg，q1.0103 C，v0 2 m/s，E1103 N/C，E2103 N/C，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)小球到达x轴上的速度；(2)小球回到y轴时的坐标13在光滑的绝缘水平桌面上，放置两块同心半圆形金属板A、B，两板的间距很小，半圆形金属板的左边有水平向右的匀强电场E1，半圆形金属板A、B间存在电场，两板间的电场强度可以认为大小处处相等，方向都指向O.现从正对A、B板间隙、到两板的一端距离为d处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒，不计重力，此微粒恰能在两板间沿虚线运动，虚线到圆心O的距离为L.(1)求半圆形金属板A、B之间电场强度E2的大小(2)从释放微粒开始，经过多长时间微粒的水平位移最大？1.C ;2.B3AC解析 带电液滴做匀速直线运动，由平衡条件，两液滴所受电场方向都竖直向上，都带负电荷，选项A正确，选项B错误；液滴a的电场力做正功，电势能减小，液滴b的重力做正功，重力势能减小，选项C正确，选项D错误4AB解析 电子未从小孔Q射出，由动能定理得q(UBAUCD)0，将B极板右移，由C和C得UBA，增大d，UBA增大，电子可能从小孔Q射出，选项A、B正确C、D两极板始终与电源相连，UCD始终不变，故无论如何移动C、D极板，电子都不可能从小孔Q射出，选项C、D错误5AC解析 尘埃做类平抛运动，达到下板的尘埃被收集，竖直偏移量yat2t2越大越容易收集，则可以增大U、L，减小v0、d，选项A、C正确6C解析 小球在A点，有FTEqm，则速度vA，由A到等效最高点，由动能定理，有Eqr(1cos 45)mgrsin 45mvmv，解得vm，选项C正确7D解析 设电子经加速场U1后的速度为v0，根据动能定理得U1emv；电子进入偏转电场U2后做类平抛运动，水平方向上有Lv0t，竖直方向做匀加速运动，则yt2，联立可得，选项D正确BD解析 由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，则其所受的合力与直线ON重合，而mgqE，由三角形定则，可知电场方向与ON方向成120角，选项A错误；由图中几何关系，可知其合力大小为mg，由牛顿第二定律可知ag，方向与初速度方向相反，选项B正确；设带电小球上升的最大高度为h，由动能定理可得mg2h0mv，解得h，选项C错误；电场力做负功，带电小球的电势能变大，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则EpqE2hcos 120qEhmg，选项D正确9(1)mv(2)mv解析 (1)带电粒子从M点垂直电场线进入电场后做类平抛运动水平方向：Lv0t 竖直方向：Lt2 联立得E.带电粒子从M点进入电场后，从D点出来，电场力做的功WqELmv由动能定理得WEk1mv，所以Ek1 mv.(2)带电粒子从N点进入电场后做匀减速直线运动，设速度减到0这一过程的位移为x，由动能定理qEx0mv 由得xL.当粒子速度减至0后沿原路返回，从N点射出，由于整个过程电场力做的功为0，则根据动能定理有0 Ek2mv则Ek2mv，即粒子离开电场时的速度大小不变，由牛顿第二定律得a 由运动学规律得v0v0at 得t.10. 打在最边缘处的电子，将是类平抛运动的电子，在垂直电场方向做匀速运动，即r=vt在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d=其中，a=，则t=d将r=vt代入得：r=v d由于电子运动的对称性，打在B板上的电子的分布范围是圆形区域圆面积S=r2=11.(1) (2)E= (3)解：小球运动至管上口的时间由竖直方向的运动决定：在水平方向，小球作匀减速运动，至管上口，水平方向速度为零：由以上三式解得：（1）（2）（3）由动能定理：以v0，E的值代入，得12、解析 (1)小球做类平抛运动，设在竖直方向加速度为a1，运动时间为t1，末速度为v，v与x轴正方向的夹角为，则E1qmgma1h1a1tvya1t1vtan 由以上各式得v4 m/s，60.(2)由受力分析可知小球在第四象限内做类平抛运动，设运动的加速度为a2，x1为第一次水平方向的位移，运动轨迹如图所示，则a2s0 x1v0t1 s0a2t svt2ysx1tan 30由以上各式可得y1.8 m小球回到y轴上的坐标为(0，1.8 m)13(1)(2)(2k1) (k1，2，3，)解析 (1)设微粒刚进