高中物理人教版 选修3-1 第一章 静电场 9.带电粒子在电场中的运动

一、单选题

1. 难度：简单

如图所示，在P板附近有一个电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板时的速度，下列说法正确的是（  ）

A．两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大

B．两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大

C．电子到达Q板时的速度与两板间距离无关，仅与加速电压有关

D．以上说法均不正确

2. 难度：简单

一电子以初速度v₀沿垂直电场强度方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行金属板所需的时间（  ）

A．随电压的减小而减少

B．随电压的减小而增加

C．与电压无关

D．随两板间距离的增大而减少

3. 难度：困难

如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列可行的措施是（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）（  ）

A．增大偏转电压U

B．增大加速电压U₀

C．增大偏转极板间距离

D．将发射电子改成发射负离子

4. 难度：困难

如图①所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图②所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t₀时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t₀可能属于的时间段是（  ）

A．0<t₀<            B．<t₀<

C．<t₀<T           D．T<t₀<

5. 难度：简单

图甲为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图A、B、C、D中的（ ）

A.

B.

C.

D.

二、多选题

6. 难度：中等

一带电粒子（不计重力）在电场中只受静电力作用时，以下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．类平抛运动             D．匀速圆周运动

7. 难度：中等

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，从平行板电场左端的中点P以相同的初速度沿水平方向垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，可以判断（  ）

A．小球A带正电，B不带电，C带负电

B．三个小球在电场中运动时间相等

C．三个小球到达极板时的动能E_kA<E_kB<E_kC

D．三个小球在电场中运动的加速度a_A>a_B>a_C

8. 难度：困难

如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力，由此可知（  ）

A．Q点的电势比P点高

B．油滴在Q点的动能比它在P点的大

C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小

三、填空题

9. 难度：中等

如图所示，A、B为一对平行正对带电金属板，B板带正电，A、B两板间的电势差为U。质量为m的带电粒子（重力可忽略木计）以初速v₀水平射入匀强电场。若粒子带电荷量为－q，则粒子到达B板时速度大小为      ；若粒子带电荷量为＋q，它到达B板时速度大小为      。

10. 难度：简单

电子的电荷量的绝对值为e，质量为m，以速度v₀沿电场线方向射入到场强为E的匀强电场中，如图所示。电子从A点射入，到B点速度变为零。则A、B两点间的电势差______；A、B两点间的距离是_______。

四、计算题

11. 难度：困难

如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U₀，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。

（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v₀和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy；

（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U＝2.0×10² V，d＝4.0×10^－2 m，m＝9.1×10^－31 kg，e＝1.6×10^－19 C，g＝10 m/s²。

（3）极板间既有静电场也有重力场．电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φ_G的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。

五、解答题

12. 难度：中等

如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道，一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放，沿轨道下滑，已知小球的质量为m、电荷量为－q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α(小球的重力大于其所受的电场力)

(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小；

(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点，A点距水平地面的高度h至少应为多大？

(3)若小球从斜轨道h＝5R处由静止释放，假设其能够通过B点，求在此过程中小球机械能的改变量。