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1、选择题 如图所示,质子(
H) 、氘核(
)、氚核(
)和α粒子(
He)组成粒子束,以相同的速度沿带电的平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,且都能射出电场,射出后都打在同一个荧光屏上,使荧光屏上出现亮点.忽略粒子间的相互作用,则在荧光屏上将出现亮点的个数是 (?)

A.1个亮点
B.2个亮点
C.3个亮点
D.4个亮点
参考答案:C
本题解析:考点:
专题:带电粒子在电场中的运动专题.
解答:解:三种粒子带电量不同,分别为q、q、2q;质量不同分别为m、4m、4m,进入同一电场是加速度不同分别是:
、
、
,
若它们射入电场时的速度相等,三粒子水平方向匀速直线,运动时间相同,则竖直方向的位移,
由:y=
at2
得竖直方向的位移之比是:6:3:2:3,所以三种粒子打到不同的位置,会出现三个亮点,
故选C
点评:此类题目属于类平抛运动,解题关键注意水平方向匀速,竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动,两个方向的运动具有等时性.
本题难度:一般
2、计算题 电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均从两板间通过,然后进入水平宽度为l,竖直宽度足够大的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问:
(1)电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?
(2)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?
(3)在满足第(2)问的情况下,打在荧光屏上的电子束的宽度为多少?(已知电子的质量为m、电荷量为e)
参考答案:(1)由题意可知,从0、2t0、4t0……等时刻进入偏转电场的电子侧向位移最大,在这种情况下,电子的侧向位移为
?
?(2分)
从t0、3t0……等时刻进入偏转电场的电子侧向位移最小,在这种情况下,电子的侧向位移为
?(2分)
所以最大侧向位移和最小侧向位移之比为
?(1分)
(2)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为q,由于电子要垂直打在荧光屏上,所以电子在磁场中运动半径应为:
?(2分)
设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,垂直偏转极板的速度为vy,则电子从偏转电场中出来时的偏向角为:
?(1分)
式中
?(1分)
又?
?(1分)?
由上述四式可得:
?(2分)
(3)由于各个时刻从偏转电场中出来的电子的速度大小相同,方向也相同,因此电子进入磁场后的半径也相同,都能垂直打在荧光屏上?(1分)
由第(1)问可知电子从偏转电场中出来时的最大侧向位移和最小侧向位移的差值为:
? ?(1分)
?(1分)
所以打在荧光屏上的电子束的宽度就为
?(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央以初速度v0进入两平行金属板间的匀强电场,已知粒子的带电量为q,质量为m,板长为l,两板间距为d.两板间的电势差为U,则粒子从板间穿出时,(?)

A.粒子沿电场方向偏移的距离为
B.粒子的速度方向偏角的正切值为
C.动能增加了qU
D.电场力一定对粒子做了qU/2的功
参考答案:A
本题解析:粒子垂直进入匀强电场,水平方向没有力的作用,仅有竖直方向受到恒定电场力作用,做类平抛运动,水平方向
,竖直方向受电场力作用
,加速度
,沿竖直方向的位移即偏移的距离
对照选项A对。速度方向偏角的正切值即
选项B错。电场力对粒子做功
,由于竖直方向的偏移距离
是否等于
不确定所以选项D错。根据动能定理动能增加量等于合外力做的功即
,
所以选项C错。
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,竖直放置的平行金属板内部有匀强电场,两个带电微粒a、b从两板下端连线的中点向上射入板间,沿不同的轨迹运动,最后都垂直打在金属板上.则可知( )

A.微粒a的入射速度较大
B.微粒a打到金属板上的速度较大
C.微粒a、b带异种电荷,电荷量大小一定相等
D.微粒a、b的质量一定不相等
参考答案:A
本题解析:设匀强电场的场强为E,两平行金属板的间距为d,带电微粒的电荷量为q,质量为m,射入速度为v0,微粒向上运动的距离为l.在竖直方向微粒只受重力作用,做匀减速运动,因微粒最后垂直打到金属板上,竖直速度减为零,所以有v
=2gl①
因la>lb,所以voa>vob.A对.
在水平方向有
=
at2=
②
把①代入②得:
=
③
可知两微粒的比荷的关系,但不能判断两微粒的电荷量、质量的大小关系,C、D错.
微粒打到金属板上的速度v=at=
④
把③代入④得:v=
,因v0a>v0b,所以va<vb,B错.
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力。

(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能;
(2)若粒子离开电场时动能为Ek’,则电场强度为多大?
参考答案:(1)5Ek;(2)E=
或E=
本题解析:
试题分析:(1)水平方向做匀速运动有L=v0t,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,
L=
=
,所以E=
,
qEL=Ekt-Ek,所以Ekt=qEL+Ek=5Ek
(2)若粒子由bc边离开电场,x=L,y<L
L=v0t,vy=
=
,Ek’-Ek=
mvy2=
=
,
所以E=
,
若粒子由cd边离开电场,x<L, y=L
qEL=Ek’-Ek,所以E=
本题难度:一般
Fine words butter no parsnips. 花言巧语没有用.