(练习)11 课时分层训练( 八 ) 带电粒子在电场中的运动-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(八)　带电粒子在电场中的运动 知识点1　带电粒子的加速 1．如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是(　　) A. 两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大 B. 两板间距越小，加速的时间就越长，则获得的速率越大 C. 获得的速率大小与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关 D. 两板间距离越小，加速的时间越短，则获得的速率越小 C　由eU＝mv2得，v＝，可知v仅与U有关，即C项正确。 知识点2　带电粒子在匀强电场中的偏转 2．一束正离子以相同的速率从同一位置沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子(　　) A. 都具有相同的质量 B. 都具有相同的电荷量 C. 具有相同的比荷 D. 都是同一元素的同位素 C　由偏转距离y＝＝可知，若运动轨迹相同，则水平位移l相同时，偏转距离y也应相同，已知E、v0是相同的，所以应有相同。 知识点3　示波器的原理 3．示波器原理如图甲所示，当竖直偏转电极YY′，水平偏转电极XX′的电压都为零时，电子枪发射的电子通过偏转电极后，打在荧光屏的正中间，若要在荧光屏上始终出现如图乙所示的斑点a，那么，YY′与XX′间应加上的电压组是(　　) 　　　A　　　 　　　　　　　B 　　　C　　　　 　　　　　　D A　电子通过偏转电极时受电场力作用会偏向偏转电极的正极，因此结合题图可知A项正确。 4．质子和氦核从静止开始经相同电压加速后，又垂直于电场方向进入一匀强电场，离开偏转电场时，它们侧向偏移量之比和在偏转电场中运动的时间之比分别为(　　) A. 2∶1，∶1 B. 1∶1,1∶ C. 1∶2,2∶1 D. 1∶4,1∶2 B　由侧向偏移量y＝可知，y1∶y2＝1∶1，时间t＝l，t1∶t2＝1∶，B正确。 5．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子的初动能是(　　) A. 　　B. edUh　　C. 　　D. D　由动能定理得－Fs＝－mv，有－eE·h＝－mv，－＝－Ek0，故Ek0＝。 6．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角φ变大的是(　　) A. U1变大，U2变大 B. U1变小，U2变大 C. U1变大，U2变小 D. U1变小，U2变小 B　tan φ＝，vy＝at＝，在加速电场中有mv＝qU1，vx＝，故tan φ＝，所以B正确。 7．在如图甲所示的平行板电容器A、B两板上加上如图乙所示的交变电压，开始时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，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)(　　) A. 电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动 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板做周期性来回运动 C　开始时B板电势高，电子应向B板运动。由运动学和动力学规律画出如图所示的vt图像可知，电子一直向B板运动，C正确。 8．水平放置的两块平行金属板板长l＝5.0 cm，两板间距d＝1.0 cm，两板间电压为90 V，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度v0＝2.0×107 m/s 从两板中间射入，如图所示，不计电子的重力，电子的质量为m＝9.0×10－31 kg，电荷量为e＝－1.6×10－19 C。 (1)求电子偏离金属板的侧位移大小； (2)求电子飞出电场时的速度大小(结果保留2位有效数字)； (3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s＝10 cm，求OP之长。 解析：(1)电子在电场中的加速度a＝ 侧位移即竖直方向位移y0＝at2＝ 运动时间t＝ 代入数据解得 y0＝5×10－3 m。 (2)电子飞出电场时，水平分速度vx＝v0 竖直分速度vy＝at＝＝4×106 m/s 飞出电场时的速度为v＝ 代入数据可得v＝2.0×107 m/s。 (3)设v与v0的夹角为θ，则tan θ＝＝0.2 电子飞出电场后做匀速直线运动 OP＝y0＋MP＝y0＋stan θ 代入数据解得OP＝2.5×10－2 m。 答案：(1)5×10－3 m　(2)2.0×107 m/s　(3)2.5×10－2 m 学科网（北京）股份有限公司 $