第一章 9 带电粒子在电场中的运动
基础夯实
一、选择题(1~3题为单选题,4~6题为多选题)
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 )
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
解析:因为粒子只受到电场力作用,所以不可能做匀速直线运动。
2.(2016·南京市江浦高中高二上学期段考)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( 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=mv2,v=
因为加速电压不变,所以最后的末速度大小不变,故C正确,A、B、D错误。
3.如图,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为+q和-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于( B )
A. B.
C. D.
解析:两粒子在电场力作用下做类平抛运动,由于两粒子轨迹相切,根据类平抛运动规律,有=v0t,=t2,解以上两式得v0=,选项B正确。
4.(2018·海南省华侨中学高二上学期期中)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( AC )
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.(2018·广东省惠州市高二上学期期末)如图所示,有三个质量相等,分别带正电、带负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入,它们分别落在A、B、C三点,下列说法正确的是( BD )
A.落在C点的小球带正电
B.落在A点的小球带正电
C.三个小球在电场中运动的时间相等
D.三个小球到达极板时的动能关系为EkC>EkB>EkA
解析:小球在电场中做类平抛运动,小球在水平方向上做匀速直线运动,根据x=v0t知,tA>tB>tC,根据y=at2,偏转位移相等,则aA<aB<aC,可知C的电场力方向向下,A的电场力方向向上,所以A带正电,C带负电,B不带电,AC错误B正确;根据受力分析可知F合C=Eq+mg,F合B=mg,F合A=mg-Eq,根据动能定理知,C的合力最大,则C球合力做功最多,A球合力做功最小,可知C球动能增加量最大,A球动能增加量最小,初动能相等,所以三个小球到达极板时的动能关系为EkC>EkB>EkA,D正确。
6.(2016·湖北襄阳市枣阳一中高二上学期检测)如图是一个说明示波管工作的原理图,电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d,电压为U2,板长为L,每单位电压引起的偏移叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些方法( BC )