磁现象和磁场检测卷(含答案).doc

课时作业9带电粒子在电场中的运动1关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是()A一定是匀变速运动B不可能做匀减速运动C一定做曲线运动D可能沿电场线运动解析：带电粒子在匀强电场中的运动形式决定于它所受到的电场力与速度间的关系，若它受到的合外力方向与初速度方向在同一直线上，则带电粒子做直线运动。若合外力方向与初速度方向不在同一直线上，则做曲线运动。答案：A、D2在负点电荷的电场中的某位置，质子具有E0的动能即可逃逸此电场束缚，那么粒子要从该位置逃逸此电场束缚，需要的动能至少为()A.B.C2E0 D4E0解析：从负点电荷电场中该点到无穷远处电势差是定值，故质子、粒子逃逸电场束缚需要克服电场力做功与其本身带电量成正比，即WqU，所以C项正确。答案：C3让质子和氘的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的()A初速度 B动能C比荷 D质量解析：由偏转角公式tan，可知B正确。答案：B4如图91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，现在使电子入射的速度变为原来的2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()图91A2倍 B4倍C. D. 解析：电子在两极板间做类平抛运动：水平方向：lv0t，t。竖直方向：dat2t2，故d2，即d，故C正确。答案：C图925如图92所示，带电荷量之比为qAqB13的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xAxB21，则带电粒子的质量之比为mAmB以及在电场中飞行的时间之比tAtB分别为()A11,23 B21,32C11,34 D43,21解析：由xv0t可知xt，故tAtBxAxB21；由yat2t2知，m，故mqt2，故mAmB43。答案：D6如图93所示是一个示波管工作部分的原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏移量为h，两平行板间距为d，图93电压为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量()叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用的办法是()A增加两板间的电势差UB尽可能缩短板长lC尽可能减小板距dD使电子的入射速度v0大些解析：电子进入偏转电场，在垂直场强方向做匀速直线运动，t。在沿场强方向上做匀加速运动，a，偏转距离hat2得：。答案：C7.图94三个粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图94所示的运动轨迹，由此可判断()A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进电场时，c的速度最大，a的速度最小D动能的增加值c最小，a和b一样大解析：三个粒子在偏转电场里偏转加速度相同，由yat2可知，运动时间与其偏移量y有关，故tatbtc，A对，B错。水平方向上xv0t，v0，故C正确。由动能定理得，qEyEk，可知D正确。答案：A、C、D8在平行板电容器A、B两板(图95甲所示)上加上如图95乙所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设两板间距离足够长，则下述说法正确的是(不计电子重力)()甲乙图95A电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性往复运动B电子一直向A板运动C电子一直向B板运动D电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性往复运动解析：开始时电子受力由A指向B，因此电子向B加速运动。当运动到半个周期时电压反向，电场力反向，电子做减速运动。由于加速时间和减速时间相等，故一周期后电子速度为零，然后再加速，再减速，电子一直向B运动，故C正确。答案：C9光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为()A0 B.mvqElC.mv D.mvqEl解析：由题意知，小球进入电场时可能存在下列三种情况：电场力不做功，C项对；电场力做正功WEq，由功能关系知B项对；电场力做负功，且功的大小等于mv，则A项对；而电场力做正功时，不可能出现WEql，D项错。答案：A、B、C10.图96如图96所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下极板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点。则()A粒子受电场力的方向一定由M指向NB粒子在M点的速度一定比在N点的大C粒子在M点的电势能一定比在N点的大D电场中M点的电势一定高于N点的电势解析：据题意知粒子受到竖直向上的电场力，A错。由M到N电场力做负功，即W电0，粒子电势能增加，EpMEpN，C错。而据W电mvmv知，mvmv0，故粒子在M点的速度比在N点的大，B对。由于不知粒子所带电荷的电性，不能确定电场方向，也就不能确定M与N点哪点的电势高，D错。答案：B11两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E；(2)粒子在极板间运动的加速度a；(3)粒子的初速度v0。解析：(1)因为是匀强电场，所以E。(2)粒子电荷量为2e，质量为4m，所受电场力F2eE，粒子在极板间运动的加速度a。(3)沿电场线方向：由dat2，得t2d。沿初速度方向：v0。答案：(1)(2)(3)12.图97如图97所示，一束电子从静止开始经U5000 V的电场加速后，从水平放置的一对平行金属板正中间水平射入偏转电场中，若金属极板长L0.05 m，两极板间距d0.02 m，试求：(1)两板间至少要加多大电压U才能使电子恰不飞出电场？(2)在上述电压下电子到达极板时的动能。解析：(1)在加速电场中eUmv在偏转电场中，水平方向Lv0t竖直方向at2a由式得U2Ud2/L21.6103 V(2)根据动能定理，电子到达极板时的动能EkeU5.8103 eV。答案：(1)1.6103 V(2)5.8103 eV13.图98如图98所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m，电荷量为q的带负电小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程)。若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程变为原来的，求此电场的场强大小和方向。解析：不加电场时小球在空间运动的时间为t，水平射程为xxv0t下落高度hgt2加电场后小球在空间的运动时间为t，小球运动的加速度为axv0t，hat2设场强方向竖直向上，根据牛顿第二定律：mgqEma联立解得：E，方向竖直向上。答案：，方向竖直向上14.图99如图99所示，长为L0.20 m的丝线的一端拴一质量为m1.0104 kg、带电荷量为q1.0106 C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E2.0103 N/C。现将小球拉到与轴O在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，取g10 m/s2。求：(1)小球通过最高点B时速度的大小；(2)小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小。解析：解决电场中曲线运动问题时，类平抛运动问题用矢量的合成与分解的方法，圆周运动问题可以用向心力公式求解，能量观点也是解决该类问题的常用方法。(1)小球由A运动到B，其初速度为零，电场力对小球做正功，重力对小球做负功，丝线拉力不做功，则由动能定理有：qELmgLvB2 m/s。(2)小球到达B点时，受重力mg、电场力qE和拉力FTB作用，经计算：m