1、课时分层作业(九)(建议用时：25分钟)考点1带电粒子在电场中的加速运动1两平行金属板相距为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入，最远到达A点，然后返回，如图所示，OAL，则此电子具有的初动能是()ABedULC DD电子从O点运动到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题意和题图判断，电子仅受电场力，不计重力。根据能量守恒定律得mveUOA。因E，UOAEL，故mv，所以D正确。2如图所示，在点电荷Q激发的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为()A12 B21C1 D1C质子和粒子都带正电，从A点释放将受静
2、电力作用加速运动到B点，设A、B两点间的电势差为U，由动能定理可知，对质子：mHvqHU对粒子：mvqU所以1。3质子(H)、粒子(He)、钠离子(Na)三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，获得动能最大的是()A质子(H) B粒子(He)C钠离子(Na) D都相同BqUmv20，U相同，粒子带的正电荷多，电荷量最大，所以粒子获得的动能最大，故选项B正确。4如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到P
3、点返回D穿过P点A设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2，间距分别为d1和d2，电子由O点运动到P点的过程中，据动能定理得：eE1d1eE2d20当C板向右平移后，BC板间的电场强度E2BC板间的电场强度与板间距无关，大小不变。第二次释放后，设电子在BC间移动的距离为x，则eE1d1eE2x00比较两式知，xd2，即电子运动到P点时返回，选项A正确。考点2带电粒子在匀强电场中的偏转问题5如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为
4、()AU1U218 BU1U214CU1U212 DU1U211A带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平位移为xv0t，两次运动的水平位移之比为21，两次运动的水平速度相同，故运动时间之比为t1t221，由于竖直方向上的位移为hat2，h1h212，故加速度之比为18，又因为加速度a，故两次偏转电压之比为U1U218，故A正确。6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C DC电子在两极板间做类平抛运动，水平方向lv0
5、t，t，竖直方向dat2，故d2，即d，故C正确。7如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He2)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()A同时到达屏上同一点B先后到达屏上同一点C同时到达屏上不同点D先后到达屏上不同点B一价氢离子(H)和二价氦离子(He2)的比荷不同，由qUmv2可知经过加速电场获得的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场中的运动时间均不同，但在偏转电场中偏转距离yat2相同，所以会打在同一点，B正确。8如图所示的示波管，当两偏转电极XX、YY电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O
6、点，其中x轴与XX电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)。若要电子打在图示坐标系的第象限，则()AX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极BX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极CX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极DX、Y极接电源的正极，X、Y接电源的负极D若要使电子打在题图所示坐标系的第象限，电子在x轴上向负方向偏转，则应使X接正极，X接负极；电子在y轴上也向负方向偏转，则应使Y接正极，Y接负极，所以选项D正确。9两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m5105 kg的带电微粒，以v02 m/s的水平速度从两板正中央位置射入电
7、场，如图所示，A、B两板间距离为d2 cm，板长l10 cm，g10 m/s2。(1)当A、B间的电势差UAB100 V时，微粒恰好不偏转，沿图中虚线射出电场，求该粒子的电荷量和电性；(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围。解析(1)粒子水平射出，由平衡得mgq解得q1107 C由于粒子重力方向是竖直向下，根据二力平衡，粒子所受的电场力方向为竖直向上，而A板是正极，故粒子带负电。(2)B板接地B0UABABA粒子恰好从A、B板边缘射出，则水平方向v0tl竖直方向at2解得a8 m/s2从A板射出qmgma从B板射出mgqma解得20 VA180 V。答案(1)1107
8、C，带负电(2)20 VA180 V (建议用时：15分钟)10真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点(已知质子、氘核和粒子质量之比为124，电量之比为112，重力不计)。下列说法中正确的是()A三种粒子在偏转电场中运动时间之比为211B三种粒子射出偏转电场时的速度相同C在荧光屏上将只出现1个亮点D偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为122C由U1qmv，得v1v2v311，再由t可得t1t2t31，A错误；由y可知，三种粒子从偏转电场同一点射出，且速度方向相同，故一定打在屏上的同一
9、点，C正确；由mv2U1qqy可得v，因不同，故三种粒子射出偏转电场的速度不相同，B错误；由偏转电场对三种粒子做的功为W电qy可知，W电1W电2W电3112，D错误。11喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。则微滴在极板间电场中()A向负极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关C由于微滴带负电，其所受电场力指向正极板，故微滴在电场中向正极板偏转，A项错误；微滴在电场中所受电场力做正功，电势能减小，B项错误；由于极板间电场是匀强电场，电场力不变，故微滴在电场中做匀变速曲线运动，并且轨迹为抛物线，
10、C项正确；带电量影响电场力及加速度大小，运动轨迹与加速度大小有关，故D项错误。12如图所示，A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板，接在电压为U的电源上。在A板的中央P点放置一个电子发射源。可以向各个方向释放电子。设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v。求电子打在板上的区域面积。(不计电子的重力)解析打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属板，在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向做匀速运动，即rvt在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即dat2电子在平行电场方向上的加速度a电子打在B板上的区域面积Sr2由以上几式得S。答案13如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初
11、速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。求：(1)电子穿过A板时速度的大小；(2)电子从偏转电场射出时的偏移量；(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？解析(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理得eU1mv0解得v0。(2)电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为0的匀加速直线运动。由牛顿第二定律和运动学公式有t，Fma，FeE，E，yat2解得偏移量y。(3)由y可知，减小U1或增大U2均可使y增大，从而使电子打在P点的上方。答案(1)(2)(3)减小加速电压U1或增大偏转电压U2