电荷在电场中的运动
高二年级学案
例题1 如图1—8-5所示,离子发生器发射出一束质量为m ,电荷量为q 的离子,从静止经加速电压U 1加速后,获得速度v 0,并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央,受偏转电压U 2作用后,以速度v 离开电场,已知平行板长为l ,两板间距离为d ,求:
①v 0的大小;
②离子在偏转电场中运动时间t ;
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F ;
④离子在偏转电场中的加速度;
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度v y ;
⑥离子在离开偏转电场时的速度v 的大小;
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y ;
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ
例题2.如图所示,abcd 是一个正方形盒子.cd 边的中点有一个小孔e . 盒子中有沿ad 方向的匀强电场.一个质量为m 带电量为q 的粒子从a 处的小孔沿ab 方向以初速度v 0射入盒内,并恰好从e 处的小孔射出.(忽略粒子重力) 求:
(1)该带电粒子从e 孔射出的速度大小. (2)该过程中电场力对该带电粒子做的功. (3)若正方形的边长为l ,试求该电场的场强. 强化训练
1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是( )
A .匀速直线运动 B .匀加速直线运动 C .匀变速曲线运动 D .匀速圆周运动
图1—8-5
2.关于带电粒子(不计重力) 在匀强电场中的运动情况,下列说法正确的是( ) A .一定是匀变速运动 B .不可能做匀减速运动
C .一定做曲线运动 D .可能做匀变速直线运动,不可能做匀变速曲线运动 3.下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后速度最大的是( ) A .质子1H B .氘核21H C .α粒子42He D .钠离子Na +
4.一个带正电的油滴从图1-9-16所示的匀强电场上方A 点自由下落,油滴落入匀强电场后,能较准确地描述油滴运动轨迹的是图1-9-17中的(
)
图1-9-
16
图1-9-17
5. 三个α粒子在同一点沿同一方向垂直飞入偏转电场,出现了如图1-9-18所示的运动轨迹,由此可判断( )
A .在b 飞离电场的同时,a 刚好打在负极板上 B .b 和c 同时飞离电场
C .进入电场时,c 的速度最大,a 的速度最小 D .动能的增加值c 最小,a 和b 一样大
6.一个动能为E k 的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2Ek ,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍,那么它飞出电容器时的动能变为( )
A .8E k B .5E k C .4.25E k D .4E k
7.如图所示,在场强为E ,方向水平向右的匀强电场中,A 、B 为一竖直线上的两点,相距为L ,外力F 将质量为m ,带电量为-q 的微粒,从A 点匀速移到B 点,重力不能忽略,则下面说法中正确的是( )
A .外力的方向水平
B .外力的方向竖直向上 C .外力的大小等于qE +mg
D qE 2+ mg 2
8. 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
1—8—3所示,OA =h ,此电子具有的初动能是 ( )
A .
edh
B .edUh
U
C .
eU eUh
D .
d dh
4
9.(2009·济南模拟) 如图所示,质子(11H) 和α粒子(2He) ,以相同的初动能垂直射入偏转电
场(粒子不计重力) ,则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为( )
A .1:1 B .1:2 C .2:1 D .1:4
10.(2009·长沙市一中高二检测) 如图所示,有三个质量相等,分
别带正电、负电和不带电小球,从平行板电场中的P 点以相同的初速度垂直于E 进入电场,它们分别落到A 、B 、C 三点( )
A .落到A 点的小球带正电,落到B 点的小球不带电 B .三小球在电场中运动的时间相等
C .三小球到达正极板时动能关系:E kA >E kB >E kC D .三小球在电场中运动的加速度关系:a A >a B >a C
11.(2010·吉安高二检测) 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( )
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
选择题答题栏
12.如图1—8—12所示,一个电子(质量为m) 电荷量为e ,以初速度v 0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的场强大小为E ,不计重力,问:
(1)电子在电场中运动的加速度. (2)电子进入电场的最大距离.
(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能.
图1—8—
13. 如图1-9-14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B 板上的区域面积?(不计电子的重力
)
图1-9-14
14.如图所示,在距地面一定高度的位置以初速度v 0向右水平抛出一个质量为m ,电荷量为q 的带负电小球,小球的落点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程) .若在空间加上一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程变为原来的1
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