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带电粒子在电场中的运动练习题(含答案)

带电粒子在电场中的运动
1.如图所示,A 处有一个静止不动的带电体Q ,若在c 处有初速度为零的质子和α粒子,在电场力作用下由c 点向d 点运动,已知质子到达d 时速度为v 1,α粒子到达d 时速度为v 2,那么v 1、v 2等于:( ) A. :1 B.2∶1 C.2∶1 D.1∶2
2.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A →O →B 匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是:( )
A .先变大后变小,方向水平向左
B .先变大后变小,方向水平向右
C .先变小后变大,方向水平向左
D .先变小后变大,方向水平向右
3.让 、
、 的混合物沿着与电场垂直的方向进入同一有界匀强电场偏转, 要使它们的偏转角相同,则这些粒子必须具有相同的( )
A.初速度
B.初动能
C. 质 量
D.荷质比
4.如图所示,有三个质量相等,分别带正电,负电和不带电的小球,从上、下带电平行金属板间的P 点.以相同速率垂直电场方向射入电场,它们分别落到A 、B 、C 三点,
则 ( )
A 、A 带正电、
B 不带电、
C 带负电
B 、三小球在电场中运动时间相等
C 、在电场中加速度的关系是aC>aB>aA
D 、到达正极板时动能关系
E A >E B >E C
5.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M 点以相同速度垂直
于电场线方向飞出a 、b 两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示,不计粒
子重力及粒子之间的库仑力,则( )
A .a 一定带正电,b 一定带负电
B .a 的速度将减小,b 的速度将增加
C .a 的加速度将减小,b 的加速度将增加
D .两个粒子的动能,一个增加一个减小
6.空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m 、电荷量为q 的小球在该电场中运动,小球经过A 点时的速度大小为v 1,方向水平向右,运动至B 点时的速度大小为v 2,
运动方向与水平方向之间的夹角为α,A 、B 两点之间的高度差与水平距离均为H ,则以下判断中正
确的是( )
A .若v 2>v 1,则电场力一定做正功
B .A 、B 两点间的电势差2221()2m U v v q
=-
C .小球运动到B 点时所受重力的瞬时功率2P mgv =
D .小球由A 点运动到B 点,电场力做的功22211122
W mv mv mgH =--
2
H 11H 21H 31
7.如图所示的真空管中,质量为m ,电量为e 的电子从灯丝F发出,经过电压U1加速后沿中心线射入相距为d 的两平行金属板B、C间的匀强电场中,通过电场后打到荧光屏上,设B、C间电压为U2,B、C板长为L 1,平行金属板右端到荧光屏的距离为L 2,求:
(1)电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角.
(2)电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离.
8. 在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m 、带正电电量q 的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为︒37的直线运动。

现将该小球从电场中某点以初速度0v 竖直向上抛出,求运动过程中(取8.037cos ,6.037sin =︒=︒)
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U .
带电粒子在电场中的运动答案
1.A
2.B
3.B
4.AC
5. C
6.D
7. 解析:电子在真空管中的运动过分为三段,从F发出在电压U1作用下的加速运动;进入平行金属板B、C间的匀强电场中做类平抛运动;飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动. ⑴设电子经电压U1加速后的速度为v 1,根据动能定理有: 21121mv eU = 电子进入B、C间的匀强电场中,在水平方向以v 1的速度做匀速直线运动,竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动,其加速度为: dm eU m eE a 2
==
电子通过匀强电场的时间1
1
v l t =
电子离开匀强电场时竖直方向的速度v y 为:
1
1
2mdv l
eU at v y ==
电子离开电场时速度v 2与进入电场时的速度v 1夹角为α
(如图5)则
d
U l U mdv l eU v v tg y 11
2211212==

∴d U l U arctg 1
1
22=α
⑵电子通过匀强电场时偏离中心线的位移
d
U l U v l dm eU at y 12
1
2212
122142121=
•== 电子离开电场后,做匀速直线运动射到荧光屏上,竖直方向的位移 d U l l U tg l y 12
12222==α
∴电子打到荧光屏上时,偏离中心线的距离为
)2
(22111
221l l d U l U
y y y +=+=
8. 解析:(1)根据题设条件,电场力大小
mg mg F e 43
37tan =︒= ① 电场力的方向向右
(2)小球沿竖直方向做初速为0v 的匀减速运动,到最高点的时间为t ,则: 图 5
00=-=gt v v y
g v t 0
= ②
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为x a g m F
a e
x 43
== ③
此过程小球沿电场方向位移为:g v t a s x x 83212
2==
④ 小球上升到最高点的过程中,电场力做功为: 2
0329mv S F qU W x e ===
q mv U 3292
= ⑤。

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