内容正文:
专题06 带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子在匀强电场中的直线运动
1.如图所示,在某一电场中有一条直电场线,在电场线上取
两点,将一个电子由A点以某一初速度释放,它能沿直线运动到B点,且到达B点时速度恰为零,电子运动的
图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A.B点场强一定等于A点场强
B.B点的电势一定高于A点的电势
C.电子在A点的加速度一定小于在B点的加速度
D.该电场可能是孤立正点电荷产生的
2.如图所示,在竖直放置的平行金属板
、
之间加有恒定电压
,
、
两板的中央留有小孔
、
,在
板的右侧有平行于极板的匀强电场
,电场范围足够大,足够大的感光板
垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔
处由静止释放一个质子(
),第二次从小孔
,处由静止释放一个
粒子(
),关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是( )
A.质子和
粒子在
处的速度大小之比为
B.质子和
粒子打到感光板上的位置不相同
C.质子和
粒子打到感光板上时的动能之比为
D.质子和
粒子在整个过程中运动的时间相等
3.(多选)一有界匀强电场如图所示,竖直平面内的水平虚线可能是电场线或等势面。一带负电微粒以某一角度θ从电场的a点斜向上射入,沿直线运动到b点,不计空气阻力,以下判断正确的是( )
A.若虚线为等势面,则微粒做匀速直线运动,机械能增加
B.若虚线为等势面,则微粒做匀加速直线运动,机械能增加
C.若虚线为电场线,则微粒做匀减速直线运动,机械能减少
D.若虚线为电场线,则微粒做匀加速直线运动,机械能增加
4.(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象。当
时,在电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是( )
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.3s末带电粒子回到原出发点
C.带电粒子在0~3s内的初、末位置间的电势差为零
D.0~2s内,电场力的总冲量为零,电场力的总功不为零
5.如图(1)中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板,加上周期为T的交变电压,在两板间产生交变的匀强电场。已知B板电势为零,A 板电势φA随时间t变化的规律如图(2)所示。A板电势最高值为
,最低值为-φ。已知在t=0时刻,一个电荷量为-e的电子(重力不计) ,在电场力的作用下,从B板的小孔中由静止开始向A板运动,当t= T时,电子刚好到达A板。如果该电子是在
时刻才从B板的小孔由静止开始运动,求:
(1)从
到
时间内,电场力对该电子所做的功;
(2)该电子运动多长时间才能第一次到达A板?
2、 带电粒子在非匀强电场中的运动
6.如图所示,虚线
、
、
为三个同心圆面,圆心处为一个点电荷。现从
外面一点
以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子,分别沿
、
运动到
、
,
、
两点都位于圆周
上,以下判断正确的是( )
A.两粒子可能带同种电荷
B.
、
、
三个等势面的电势关系是
C.到达
、
时两粒子速率仍相等
D.到达
、
时两粒子速率不相等
7.(多选)如图是某等量电荷的等势线分布,相邻的等势线间电势差均相等,点a、b、c连线与两电荷的连线平行,且
。一带负电的点电荷M仅在电场力的作用下经过a点时速度方向如图,经过b所在等势线到达c所在等势线,取无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.两等量电荷电性相反
B.a、c两点的电场强度相同
C.a、c两点的电势不相等
D.点电荷到达c所在等势线时速度大小与在a点时相等
8.(多选)带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度
进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,实线是电场线,关于粒子,下列说法正确的是( )
A.在a点的加速度小于在b点的加速度
B.在a点的电势能小于在b点的电势能
C.在a点的速度小于在b点的速度
D.电场中a点的电势一定比b点的电势高
9.(多选)如图所示,三条虚线分别表示电场中的三个等势面,且相邻等势面之间的电势差相等;实线为一电子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N分别是轨迹与1、3等势面的交点,下列说法正确的是( )
A.1、3等势面之间区域,右端的电场强度大
B.三个等势面中,1的电势最高
C.电子在M点时的电势能比在N点时的大
D.电子通过M点时的动能比通过N点时的大
10.(多选)如图,虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面电势差相等,一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后,只在电场力作用下沿实线轨迹运动,粒子先后通过M点和N点。在这一过程中,可判断出( )
A.等势面a的电势高于等势面b的电势
B.粒子在M点的电势能比在N点的电势能小
C.粒子在M点的速率小于在N点的速率
D.粒子在M点的动量大小大于在N点的动量大小
3、 带电微粒(计重力)在电场中的运动
11.如图所示,O、A、B