第4讲带电粒子在电场中的运动A组基础巩固1.(2017朝阳期末)关于“电子伏特(符号:eV)”,属于下列哪一物理量的单位()A.电荷量B.电压C.电流D.能量答案D电荷量的单位库仑,简称库,用C表示,A错误;电压的单位伏特,简称伏,用V表示,B错误;电流的单位安培,简称安,用A表示,C错误;一个电子经过1伏特的电势差加速后所获得的动能为1电子伏特(1eV),是能量的单位,D正确。2.(2017丰台一模)质量不同、电荷量相同的粒子,不计重力,垂直于电场线射入同一个匀强电场。若它们离开电场时速度方向改变的角度相同,则它们在进入电场前必然具有相同的()A.速度B.动量C.动能D.动量或动能均可以答案C如图所示,设电场区域宽为L,电场强度大小为E,粒子带电荷量为+q,质量为m,进入电场时的速度为v0,出电场时的速度为v,在电场中的运动时间为t由类平抛运动规律可知L=v0ttanθ=vyv0vy=ata=qEm由以上各式解得tanθ=qELmv02,上式表明:若粒子离开电场时速度方向改变的角度相同,它们应具有相同的动能,故C项正确。3.示波器是一种电子仪器,可以用它观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示。图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图。在偏转电极XX'、YY'上都不加电压时,电子束将打在荧光屏的中心点;若亮点很快移动,由于视觉暂留关系,能在荧光屏上看到一条亮线。若在XX'上加如图丙所示的扫描电压,在YY'上加如图丁所示的信号电压,则在示波管荧光屏上看到的图形是选项图中的()答案A因水平方向XX'所加电压可使电子在水平方向移动,竖直方向YY'所加电压可使电子在竖直方向移动,所以A选项正确,B、C、D选项错误。4.如图所示,在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。一带电粒子沿平行于板面的方向,从左侧两极板中央射入电场中,恰能从右侧极板边缘处离开电场。不计粒子重力。若可以改变某个量,下列哪种变化,仍能确保粒子一定飞出电场()A.只增大粒子的带电荷量B.只增大电场强度C.只减小粒子的比荷D.只减小粒子的入射速度答案C设两极板间的距离为d,由题意知粒子的偏移量y=d2,因y=12at2=Eq2m(Lv)2,要使粒子能飞出电场,可以减小带电荷量或电场强度,或者减小比荷,或者增大初速度,故C正确。5.(2018海淀期末)示波器的核心部件是示波管,其内部抽成真空,如图是它内部结构的简化原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。炽热的金属丝可以连续发射电子,电子质量为m,电荷量为e。发射出的电子由静止经电压U1加速后,从金属板的小孔O射出,沿OO'进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间电压为U2,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为L。不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。(1)求电子从小孔O穿出时的速度大小v0;(2)求电子离开偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y;(3)若将极板M、N间所加的直流电压U2改为交变电压u=Umsin2πTt,电子穿过偏转电场的时间远小于交流电的周期T,且电子能全部打到荧光屏上,求电子打在荧光屏内范围的长度s。答案(1)❑√2U1em(2)U2l24U1d(3)Uml2U1d(l+2L)解析(1)U1e=12mv02-0v0❑=❑√2U1em(2)电子进入偏转电场,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,设电子在偏转电场中运动的时间为t水平方向t=lv0竖直方向E=U2d,F=Ee,a=Fmy=12at2=U2l24U1d(3)当交变电压为最大值Um时,设电子离开交变电场时沿竖直方向的速度为vym,最大侧移量为ym;离开偏转电场后到达荧光屏的时间为t1,在这段时间内的侧移量为y1则ym=Uml24U1dvym=amt=Umeldmv0,t1=Lv0,y1=vymt1=Um≪¿2dU1¿则s=2(ym+y1)=Uml2U1d(l+2L)B组综合提能1.如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P'点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P'点之间返回C.运动到P'点返回D.穿过P'点答案A由题意知,电子在A、B板间做匀加速运动,在B、C板间做匀减速运动,到P点时速度恰好为零,设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2,由动能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;现将C板右移至P'点,由于板上带电荷量没有变化...
