1、第二节带电粒子在电场中的运动合格考达标练1.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.都相同解析 qU=mv2-0,U相同,粒子带的电荷量最大,所以粒子获得的动能最大,故选项B正确.答案 B2.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B极板时速度为v,保持两板间电压不变,则()A.当增大两板间距离时,v增大B.当减小两板间距离时,v增大C.当减小两板间距离时,v减小D.当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大解析 电子由静止开始从A板向B板运动的过程中,根据动能
2、定理列出等式qU=mv2,得v=,所以当改变两板间距离时,v不变,故A、B、C错误;两极板之间的电压不变,两极板之间的电场强度为E=,电子的加速度为a=,电子在电场中一直做匀加速直线运动,由d=at2=t2,得电子在两极板间运动的时间为t=d,由此可见,当增大两板间距离时,电子在两板间的运动时间增大,故D正确.答案 D3.如图所示,从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动,则下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电压为U)()A.电子到达B板时的动能是eUB.电子从B板到达C板动能变化量为零C.电子到达D板时动能是3eUD.电子在A板和D板之间做往复运动解析 由eU=可知,电子到达B板时的动
3、能为eU,A正确;因B、C两板间电势差为0,故电子从B板到C板的过程中动能变化量为零,B正确;电子由C到D的过程中电场力做负功,大小为eU,故电子到达D板时速度为零,然后又返回A板,以后重复之前的运动,C错误,D正确.本题选错误的,故选C.答案 C4.如图所示,从炽热的金属丝逸出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场.电子的重力不计.在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是()A.仅将偏转电场极性对调B.仅增大偏转电极间的距离C.仅增大偏转电极间的电压D.仅减小偏转电极间的电压解析 设加速电场的电压为U0,偏转电压为U,极板长
4、度为L,间距为d,电子加速过程中,由U0q=,得v0=,电子进入偏转电场后做类平抛运动,时间t=,加速度a=,竖直分速度vy=at,tan =,故可知C正确.答案 C5.让质子和氘核的混合物沿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.初动能C.加速度D.无法确定解析 进入电场中的粒子的偏转角tan =,质子和氘核具有相同的q,只要具有的初动能相同,则偏转角相同,故B正确.答案 B6.如果质子经一加速电压(U=5 000 V)加速,如图所示,从中间位置垂直进入一匀强电场(d=2.0 cm,l=5.0 cm),偏转电压U=400 V.
5、质子能飞出电场吗?解析 在加速电场中有qU=在偏转电场中有l=v0ta=y=at2由得y=上式说明y与q、m无关,解得y=0.25 cm0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中.已知MN与水平方向成45角,粒子的重力可以忽略,则粒子到达MN连线上的某点时()A.所用时间为B.速度大小为3v0C.与P点的距离为D.速度方向与竖直方向的夹角为30解析 本题属于基础性和应用性问题,以带电粒子在电场中的运动为素材,创设学习探究类问题情境.带电粒子在水平方向做匀速直线运动,在电场方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移关系有tan 45=,a=,解得t=,
6、选项A错误;与P点的距离s=,选项C正确;到MN上的速度v=v0,故速度方向与竖直方向夹角不等于30,选项B、D错误.答案 C13.如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从A点射入匀强电场,并从电场另一侧B点射出,且射出的速度方向与电场方向的夹角为30,带电粒子的重力不计,已知匀强电场的宽度为L,求:(1)匀强电场的电场强度E;(2)A、B两点的电势差UAB.解析 (1)带电粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,将v沿水平方向和竖直方向分解,则vy=v0又vy=tL=v0t由得E=.(2)qUAB=mv2-又v=由得UAB=.答案 (1)(2)