电场粒子在电场运动测试题

粒子在电场运动

一、单选题

1.如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，极板A接地，静

电计此时指针的偏角为8.卜.列说法正确的是（）

A.将极板A向左移动一些，静电计指针偏角e不变

B.将极板A向右移动一些，静电计指针偏角8变小

C.符极板A向上移动一些，静电计指针偏角6变小

D.在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角e变大

2.如图所示，平行板电容器与电动势为£的电源连接，上极板A接地，一带负电的油

滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板8竖直向下移动•小段距离，则

（）

W♦pC

A.带电油滴所受静电力不变

B.点的电势将升高

C.带电油滴在尸点时的电势能增大

D.电容器的电容减小，极板带电荷量增大

3.如图甲所示，两个点电荷Q固定在x轴上距离为Lf勺两点，其中勒带正电荷

位于原点。，a、〃是它们的连线延长线上的两点，其中点与0点相距3L现有一•带

正电的粒子夕以一定的初速度沿x轴从。点开始经〃点向远处运动（粒子只受电场力作

用），设粒子经过。、〃两点时的速度分别为山、山”其速度随坐标x变化的图象如图乙

所示，则以下判断正确的是（）

甲乙

A.©带负电且电荷量大于。

B.点的场强一定为零

C.。点的电势比h点的电势高

D.粒子在。点的电势能比在b点的电势能大

4.在真空中的工轴上的原点处和x=6〃处分别固定一个点电荷M、N,在x=2a处由静

止释放一个正点电荷P,假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷P

速度大小与其在工轴上的位置关系如图所示，则卜.列说法正确的是（）

B.点电荷产的电势能一定是先增大后减小

C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1

D.”=4a处的电场强度一定为零

5.如图所示是示波管工作原理的示意图，电子经电压5加速后以速度垂直进入偏转

电场，离开电场时的偏转量为从两平行板间的距离为比电势差为S,板长为L为

h

了提高示波管的灵敏度（即每单位电压引起的偏转量方），可采I仅的方法是（）

A.增大两板间电势差SB.减小板长L

试卷第2页，总10页

C.减小两板间距离dD.增大加速电压Ui

6.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如

果在荧光屏上夕点出现亮斑，那么示波管中（）

A.极板x带正电，极板y带正电

B.极板x带正电，极板y带负电

c.极板x带负电，极板y带正电

D.极板x带负电，极板y带负电

二、多选题

7.一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一正电荷（电荷量小）

固定在P点，如图所示.以£表示两极板间的场强，U表示电容器两极板间的电压，w

表示正电荷在尸点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，

那么（）

A.U变小，E不变

B.E变大，W变大

C.U变小，卬不变

D.U不变，W不变

8.如图所示，边长为L的正方形粗糙斜面ABCD的倾角为45。，处于方向水平向左的

匀强电场中，一质量为，小电荷量为+夕的物体自B点由静止释放，恰好能沿斜面对角

线BD做直线运动，到达D点时的速率为外已知重力加速度为g,则根据上述条件可

知（）

£

DC

A.物体与斜面间的动摩擦因数为72-^-

2gL

B.匀强电场的场强大小为也型

2夕

C.从B运动到D,物体的机械能一定减少

D.电场力做功和重力做功相等，且都等于〃卢

4

9.如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔.右极板电势随时

间变化的规律如图乙所示.电子原米静止在左极板小孔处，若电子到达石板的时间大于

丁，（不计重力作用）下列说法中正确的是（）

甲乙

A.从，=0时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动

B.从，=0时刻释放电了，电了将始终向右运动，直到打到右极板上

C.从/=工时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动，也可能打到右极板上

4

D.从，=①•时刻释放电子，电子必将打到左极板上

8

10.飞行时间质谱仪研究，我国再获技术成果。其原理如图所示，它可以根据测出带电

粒子的飞行时间对气体分子进行分析。在真空状态下，自脉冲阀尸喷出微量气体，经激

光照射产生不同正离子，自〃板小孔进入“、〃间的加速电场，从板小孔射出，沿中

线方向进入M、N板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。已知极板外〃

间的电压为U。，间距为4,极板M、N正对且长度和间距均为L,测出某一离子从。板

到〃板的飞行时间为t，不计离子重力及经过。板时的初速度。

⑴求该离子的比荷幺：

m

（2）若在A/、N间加上偏转电压U,为保证上述离子能直接打在探测器上，求U与的

关系。

试卷第4页，总10页

M

11.如图所示，真空室中电极K发出的电子（初速度不计）经过电势差为U1的加速电

场加速后，沿两水平金属板C、。间的中心线射入两板间的偏转电场，电子离开偏转电

极时速度方向与水平力向成45。，最后打在荧光屏上，已知电子的质量为加、电荷量为

e,C、。极板长为/,。板的电势比C板的电势高，极板间距离为4荧光屏距C、D

右端的距离为电子重尢不计.求：

（2）偏转电极C、。间的电压S;

（3）电子到达荧光屏离。点的距离Y.

12.如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差。=L5xl（）3V（仅在两板间有

电场），现将一质量，片IxICPkg、电荷量q=4x10（的带电小球从两板的左上方距两板

上端的高度/?=20cm的地方以初速度i『4in/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入

电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，g取IOm/s2,求：

h

（1）金属板的长度L

（2）小球飞出电场时的动能反.

13.间中取直角坐标系。9，在第一象限内平行于轴的虚线MN与），轴距离为4,从

）'轴到MN之间的区域充满一个沿），轴正方向的匀强电场，场强大小为E。初速度可以

忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从）'轴上的A点以平行于x轴的方

向射入第一•象限区域，A点坐标为（0,/?）.已知电子的电量为。，质量为机，若加速

电场的电势差。>生，目子的重力忽略不计，求：

4/7

<1）则电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间，和离开电场区域时的速

度v；

（2）电子经过x轴时离坐标原点O的距离

14.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C,极板间的距离为4上板

正中有一小孔.质量为，〃、电荷量为+，/的小球从小孔正上方高力处由静止开始卜.落，

穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，

重力加速度为g）.求：

+4・一一

h

d

（i）小球到达小孔处的速度：

（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量：

（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间.

15.如图，虚线MN上方存在沿水平方向的匀强电场区域。同一竖直面内，两个半径相

同、带电荷量分别为+"和%的弹性小球P、。，在距MN分别为2力和0.5%处，沿平行

电场的方向同时向与MN垂直的虚线抛出，P的初速度是。的4倍，之后两球均从。点

垂直MN射出电场。在与MN踉离为未知）的水平而固定一绝缘弹性板，。球与板

发生第一次碰撞后在返回MN处时恰好与尸发生碰撞。假设两球与挡板、两球之间的碰

撞均为弹性正碰，且球与挡板碰后电量不变，两球碰后电荷中和。已知重力加速度为g,

忽略两球之间的库仑力，则

（DP、。两球质量的比多大？

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⑵求y的大小；

（3）两球第一次碰后，改变距离手。与挡板第二次碰后撤去挡板，使得Q能在MN上方

与P再次碰撞，求），的范围。

叁林

---►

M厂：…丁……N

y

___________*

16.如图所示,两平行金属板A、B长8cm,两板间距离仁8cm,A板比B板电势高300V,

一带正电的粒子电荷量q=IOT°C，质量〃尸lO^kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞

入电场，初速度%=2x106m/s,粒子飞出平行板电场后经过截面MMPS间的无电场

区域后，进入固定在。点的点电荷。形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场

分布不受界面的影响），已知两界面MMPS相距为12cm,。是中心线拉。与界面PS

的交点，。点在中心线上，距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置与

中心线上的荧光屏反上，（静电力常量49xl09N.m2/C2），求

（1）粒子穿过截面时偏离中心线扭。的距离多远？此时粒子的速度大小是多少？

（2）粒子到达PS界面时离。点多远？

（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量大小；

17.飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测头时间，可以测得离子比荷。如图甲所

示，探测头在探测器左端中点。脉冲阀P喷出微量气体，经激光S照射产生不同价位的

离子，假设正离子在A极板处初速度为零，AB极板间的加速电压为Uo,离子加速后从

B板小孔射出，沿中心线方向进入C、。板间的偏转控制区。已知加速电场AB间距为d,

偏转极板CO的长度及宽度均为配设加速电场和偏转电场均为匀强电场，不计离子事

力和离子间相互作用。

⑴若偏转电压Ue=O,某比荷为〃的离子沿中心线到达探测头，求该离子K行总时间;

(2)若偏转电压UCD与时间，的关系如图乙所示，最大值Um=4Uo,周期丁=L

假设离了比荷为〃，并且在片0时刻开始连续均匀地射入偏转电场。以D极板的右端点

为坐标原点，竖直向上为y轴正方向，探测头可在y轴上自由移动，在片7到1=?7'时

4

间内，要使探测头能收集到所有粒子,求探测头坐标)，随时间f变化的关系。

18.如图所示，水平地面上有两个可视为质点，用细直的轻质细线连接的质量分别为

，孙=1kg、/%=2kg的A、B滑块，其中A不带电,8带正电FI.电荷量为q=2xlO-5c,

两滑块均处于水平向右，大小为E=3xl(/N/C的匀强电场中。某时刻开始A、B由

静止释放，到达2s时A、B间细绳突然断开。已知A、B与水平面间的动摩擦因数均为

“=0.1,重力加速度大小g=10m/st求：

(1)第2s时轻绳断前瞬间，绳子拉力对A做功的功率：

(2)由开始运动至物体A速度再次为零过程中，系统的摩擦生热。

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一丽，一

19.如图甲所示，A、B为两块平行金属板极板间电压为UAB=1687.5V,现有大量的电

子由A板从静止开始加速后，沿两平行金属板CD的中线进入到偏转电场.平行金属板

C、D长4=4x10',板间距离d=8xlO\n,在距离C、D右侧边缘4=0.2m处有一足

够大的荧光屏P，当C、D之间未加电压时电子沿C、D板的中线穿过，打在荧光屏上

的0点并发出荧光.现给金属板C、D之间加一个如图乙所示的变化电压(D板接

电源的正极).已知电子质量为5=9.0xl0，kg,电荷量为e=1.6xl(yi9c.求：

(I)电子从B板上的小孔射出时的速率用；

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⑵打在荧光屏上的电子的最大功能；

(3)一起上下调整A、B,使电子能够在C、D板左侧任意位置仍以速度i，o沿平行于C、

D板的方向进入到偏转电场中，求电子打到荧光屏上亮线的长度(只考虑竖直方向)。

20.一质量为加的带电小球以速度％沿竖直方向从4点垂直进入匀强电场E中，如图

所示，经过一段时间后到达B点，其速度变为水平方向，大小仍为%,重力加速度为g,

求：

⑴小球带电情况(电性和电荷量大小)；

21.如图，间距为"=2.4m的M、N两水平而(虚线)之间存在方向水平向右的匀强电

场Ei。水平面N下方存在竖直向下的匀强电场&=9.0xl0W/