高考物理知识点《电荷在电场中的加速》试题巩固（2019年最新版） - 高考物理题库

高考物理知识点《电荷在电场中的加速》试题巩固（2019年最新版）(八)

2019-12-13 02:25:37 【大中小】

1、计算题（20分）某学习小组为了研究影响带电粒子在磁场中偏转的因素，制作了一个自动控制装置，如图所示，滑片P可在R2上滑动，在以O为圆心，半径为R=10cm的圆形区域内，有一个方向垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.10T。竖直平行放置的两金属板A、K相距为d，连接在电路中，电源电动势E=91V，内阻r=1.0Ω，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，S1、S2为A、K板上的两个小孔，且S1、S2跟O在竖直极板的同一直线上，OS2=2R，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D点之间的距离为H。比荷为2.0×105C/kg的离子流由S1进入电场后，通过S2向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问：

（1）判断离子的电性，并分段描述离子自S1到荧光屏D的运动情况？
（2）如果离子恰好垂直打在荧光屏上的N点，电压表的示数多大？
（3）电压表的最小示数是多少？要使离子打在荧光屏N点的右侧，可以采取哪些方法？

参考答案：（1）见解析；（2）30V；（3）10V

本题解析：（1）离子带正电；离子在两金属板间做匀加速直线运动；离开电场进入磁场前做匀速直线运动；
在磁场中做匀速圆周运动；离开磁场后做匀速直线运动，直到打在荧光屏上。
（2）离子在磁场中偏转90°，∴轨迹半径r=R=10cm
由；；?解得U=30V
（3）电压表最小电压；?解得Umin=10V。
要使离子打在荧光屏上N点的右侧，离子在磁场中偏转轨迹半径变大，由，可以提高离子速度或减小磁场的磁感应强度。
方法一，向右移动滑动变阻器滑片，增大平行板间电压
方法二，提高电源电动势，增大平行板间电压
方法三，减小磁场的磁感应强度

本题难度：一般

2、选择题如图所示，平行金属板A、B间加速电压为U1，C、D间的偏转电压为U2，M为荧光屏。今有电子（不计重力）从A板由静止开始经加速和偏转后打在与荧光屏中心点O相距为Y的P点，电子从A板运动到荧光屏的时间为t。下列判断中正确的是

A．若只增大U1，则Y增大，t增大
B．若只增大U1，则Y减小，t减小
C．若只减小U2，则Y增大，t增大
D．若只减小U2，则Y减小，t减小

参考答案：B

本题解析：粒子在加速电场中只有电场力做功，根据动能定理有：eU1=mv02
电子在偏转电场中做类平抛运动，离开电场的时间：
加速度：
竖直方向的位移：
由几何关系知：，故y与Y成正比，若只增大U1，则Y减小；电子从A板运动到荧光屏的时间由电子出离电场的速度决定，而，故若只增大U1，则v0减小，则t减小，选项B正确。
考点：带电粒子在电场中的加速极偏转.

本题难度：一般

3、计算题如图所示，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带电粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内，并恰好从e处的小孔射出。求：

⑴该带电粒子从e孔射出时的速度大小。
⑵该过程中电场力对该带电粒子做的功。

参考答案：⑴?（2）

本题解析：⑴把ve正交分解，其水平分速度为v0和竖直分速度为vy。
水平匀速直线运动：?（1）
竖直初速为零的匀加速：?（2）
由（1）（2）得：?
所以有：ve==?（3）
⑵a到e过程，根据动能定理得：
W电==
点评：本题考察了带电粒子在电场中的类平抛运动知识，通过平抛的处理方法处理类平抛。

本题难度：一般

4、计算题如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，已知A、D两点的坐标分别为（L，0）和（-2L，0），两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力），现在该区域AB边的中点处由静止释放一电子，已知电子质量为m，带电量为e，试求：
?
（1）电子离开ABCD区域的位置坐标；
（2）电子从电场II出来后经过多少时间到达x轴；
（3）电子到达x轴时的位置坐标。