1、带电粒子在电场中的运动基 础 夯 实 一、选择题(13 题为单选题，46 题为多选题) 1(南京市江浦高中 20152016 学年高二上学期段考)如图，P 和 Q 为两平行金属板，板间电压为 U，在 P板附近有一电子由静止开始向Q板 运动 关于电子到达Q 板时的速率， 下列说法正确的是 导学号 50232221 ( C ) A两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大 B两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大 C与两板间距离无关，仅与加速电压U 有关 D以上说法都不正确 解析：粒子运动过程只有电场力做功， 根据动能定理：eU 1 2 mv 2 ，v 2eU m因为加速电压不变，所以最
2、后的末速度大小不变，故 C正确，A、B、D错误。 2(吉林一中20142015学年高二上学期检测)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 导学号 50232222 ( C ) 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 解析：墨汁微粒带负电，将向正极板偏转，选项 A错误；电场力对微滴做正功，电势能 将减小，选项B错误；微滴在垂直电场方向做匀速直线运动，在电场方向做初速度为零的匀 加速直线运动，其轨迹为抛物线，选项C正确；电量不同，其加速度不同，运动轨迹
3、不同， 选项D错误。 3(宁波市效实中学 20142015学年高二上学期检测)为模拟空气净化过程，有人设计 了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆 桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，灰尘的运动方向如图甲 所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，灰尘的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与灰尘运动的 速度大小成正比，即Ffkv(k为一定值)，假设每个灰尘的质量和带电荷量均相同，重力可 忽略不计，则在这两种方式中 导学号 50232223 ( C ) A灰尘最终一定
4、都做匀速运动 B灰尘受到的电场力大小相等 C电场对单个灰尘做功的最大值相等 D在图乙中，灰尘会做类平抛运动 解析：灰尘可能一直做加速运动，故选项A 错误；两种不同方式中，空间中的电场强度 大小不相等，所以灰尘所受电场力大小不相等，故选项 B错误；电场对单个灰尘做功的最大 值为 qU，故在两种方式中电场对灰尘做功的最大值相同，故选项 C 正确；在图乙中，灰尘 做直线运动，故选项D 错误。 4(广西桂林十八中 20142015学年高二上学期检测)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 P点出现亮斑，那么示波管 中的 导学号 50232224 ( AC
5、 ) A极板X应带正电 B极板X应带正电 C极板Y应带正电 D极板Y应带正电 解析：由题意可知，在 XX方向上向X 方向偏转，X带正电，A对 B错；在 YY方向上 向Y方向偏转，Y带正电，C对D 错。 5如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的 ABCD 面与 EFGH 面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从 小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴 A、B、 C， 最后分别落在1、 2、 3三点， 则下列说法正确的是 导学号 50232225 ( BD ) A三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B三个液滴的运动时间一定相同 C三个液滴落到底板时的速率相
6、同 D液滴C所带电荷量最多 解析：三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液 滴在真空盒中不是做平抛运动，选项 A错误。由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三 个液滴的运动时间相同，选项 B正确。三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度 不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项 C错误。由于液滴C在水平方向位移 最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项 D正确。 6如图所示，静止的电子在加速电压为 U1的电场作用下从 O经 P板的小孔射出，又垂 直进入平行金属板间的偏转电场(极板长L、极板间距离 d)，在偏转电压为U2的电场作用下
7、偏转一段距离。现使U1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化(调整极板间距离 时电子仍能穿出偏转电场)，应该 导学号 50232226 ( AC ) A仅使U2加倍 B仅使U2变为原来的4倍 C仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍 D仅使偏转电场板间距离变为原来的2 倍 解析：据题意，带电粒子在加速电场中做加速运动，有：qU1 1 2 mv 2 0，在偏转电场中做类 平抛运动，有：Lv0t 和 y 1 2 at 2 1 2 qU2 md t 2 ，整理得：y U2L 2 4dU1 ，因此当加速电场电压 U1增加 一倍，要使偏转量不变，则需要使偏转电压增加一倍或者使偏转电场两极板间距离变
8、为原来 的一半，故A、C选项正确。 二、非选择题 7如图所示，一个电子以410 6 m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场， 并且从另一端B点沿与场强方向成 150角方向飞出， 那么， A、 B两点间的电势差为多少伏？ (电子的质量为9.110 31 kg) 导学号 50232227 答案：136.5V 解析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，故水平分速度依然为 vA，在 B 点的速度vB vA cos60 ，由动能定理 eUAB 1 2 mv 2 B 1 2 mv 2 A得 UAB 3mv 2 A 2e 。 代入数据得UAB136.5V。 能 力 提 升 一、选择题(13 题为单选
9、题，4 题为多选题) 1(黑龙江大庆铁人中学 20152016 学年高二上学期检测)如图(a)所示，两平行正对 的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两 板的正中间 P 处。若在 t0时刻释放该粒子，粒子会时而向 A 板运动，时而向 B 板运动，并 最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是 导学号 50232228 ( B ) A0yc，由 y 1 2 at 2 可知运动时间tatbtc；水平 方向 xaEkc，故 ACD 正确。 二、非选择题 5如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板 M、N，接上直流电源。上极板M 的中 央有一小孔A，在 A的正
10、上方 h20cm处的 B点，有一小油滴自由落下。已知小油滴的电量 Q3.510 14 C，质量 m3.010 9 kg。当小油滴即将落到下极板时，速度恰为零。(不 计空气阻力，g10m/s 2 )求： 导学号 50232232 (1)两极板间的电场强度E； (2)两极板间的电势差 U； (3)设平行板电容器的电容 C4.010 12 F，则该电容器带电量 Q是多少？ 答案：(1) 2.010 6 V/m 方向竖直向下 (2)3.010 5 V (3)1.210 6 C 解析：由动能定理 WEk得 mg(hL)|Q|U，U mg hL |Q|代入数据 U 3.010 9 3.510 14 V3.
11、010 5 V EU/d 3.010 5 0.15 V/m 2.010 6 V/m QCU4.010 12 3.010 5 C 1.210 6 C 6 (吉林一中20152016学年高二上学期期中)如图所示， 相距为d的两平行金属板 M、 N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从 M 极板边缘垂直于电场方向射入， 并打在N极板的正中央，不计重力，现欲把 N极板远离 M极板平移，使原样射入的粒子能够 射出电场，就下列两种情况求出 N极板至少移动的距离。 导学号 50232233 (1)电键 S闭合； (2)把闭合的电键 S打开后。 答案：(1)d (2)3d 解析：(1)S闭合时，两极板间电压 U不变，有 d qU L 2 2 2mdv 2 0 ，dx1 qUL 2 2m dx1 v 2 0得 d 2 dx1 2 1 4 解得：x1d (2)断开 S后，两极板间场强 E不变，于是d qE L 2 2 2mv 2 0 ， dx2 qEL 2 2mv 2 0 ，得 d dx2 1 4 ， 解得：x23d。
