高考物理一轮复习 课时跟踪检测（二十四）带电粒子在电场中运动的综合问题-人教版高三物理试题VIP免费

课时跟踪检测（二十四）带电粒子在电场中运动的综合问题对点训练：示波管的工作原理1．[多选]有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是()A．减小墨汁微粒的质量B．减小墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压D．增大墨汁微粒的喷出速度解析：选BD根据偏转距离公式y＝可知，为使打在纸上的字迹缩小，要增大墨汁微粒的质量，减小墨汁微粒所带的电荷量，减小偏转电场的电压，增大墨汁微粒的喷出速度，B、D正确。2.在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电场，然后射到荧光屏上，如图所示，设电子的质量为m(不考虑所受重力)，电荷量为e，从静止开始，经过加速电场加速，加速电场电压为U1，然后进入偏转电场，偏转电场中两板之间的距离为d，板长为L，偏转电压为U2，求电子射到荧光屏上的动能为多大？解析：电子在加速电场加速时，根据动能定理eU1＝mvx2进入偏转电场后L＝vxt，vy＝at，a＝射出偏转电场时合速度v＝，由以上各式得Ek＝mv2＝eU1＋。答案：eU1＋对点训练：带电粒子在交变电场中的运动3．(2018·常州模拟)如图(a)所示，平行金属板A和B的长均为L，板间距离为d，在离它们的右端相距处安放着垂直金属板的足够大的靶MN。现有粒子质量为m、带正电且电荷量为q的粒子束从AB的中点O沿平行于金属板的OO1方向源源不断地以v0的初速度射入板间。若在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压，t＝0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，且U0＝，设粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB间的飞行时间均为，不计重力影响，试问：(1)要使粒子能全部打在靶MN上，板间距离d应满足什么条件？(2)在距靶MN的中心O1点多远的范围内有粒子击中？解析：(1)零时刻进入的粒子向下偏转，设第一个周期的侧移量为y0y0＝··2＝L第一个、第二个和第三个周期的侧移量之比为1∶3∶3y＝(1＋3＋3)y0＝L>y，解得d>L。(2)所有粒子射出时都相互平行，出射方向斜向下与水平方向夹角为α，tanα＝＝1，α＝45°，分析可得：周期时刻进入的粒子的侧移量在OO1线上方y0位置处射出，打在靶上的位置在O1下方－＝处，零时刻进入的粒子打在O1下方L＋＝L所以O1点下方～处有粒子击中。答案：(1)d>(2)O1点下方～处有粒子击中4．一电子以水平速度v0沿两平行金属板A、B的轴线MN射入，两金属板间电压UAB的变化规律如图所示。已知电子质量为m，电荷量为e，电压周期为T，电压为U0。(1)若电子从t＝0时刻进入两板间，且能从板右边水平飞出，则金属板可能为多长？(2)若电子从t＝0时刻进入两板间，且在半个周期内恰好能从板的上边缘飞出，则电子飞出速度为多大？(3)若电子能从板右边N点水平飞出，电子应在哪一时刻进入两板间？两板间距离至少为多大？解析：(1)电子能水平从右边飞出，经过时间应满足：t＝nT又因水平方向匀速运动，所以板长为：l＝nv0T(n＝1,2，3，…)。(2)电子加速过程中：e＝mv2－mv02计算得出v＝。(3)要粒子从O′点水平飞出，电子进入时刻应为：t＝＋n(n＝0,1,2,3…)即：t＝T(n＝0,1,2,3…)在半周期内竖直方向位移为y＝2×a2又e＝ma电子不与板相碰，必须满足条件：y≤由上式得两板间距离至少为：d≥。答案：(1)l＝nv0T(n＝1,2,3，…)(2)(3)t＝T(n＝0,1,2,3，…)d≥考点综合训练5.(2018·徐州第一中学模拟)如图所示的绝缘细杆轨道固定在竖直面内，半径为R的圆弧段杆与水平段杆和粗糙倾斜段杆分别在A、B两点相切，圆弧杆的圆心O处固定着一个带正电的点电荷。现有一质量为m可视为质点的带负电小球穿在水平杆上，以方向水平向右、大小等于的速度通过A点，小球能够上滑的最高点为C，到达C后，小球将沿杆返回。若∠COB＝30°，小球第一次过A点后瞬间对圆弧细杆向下的弹力大小为mg，从A至C小球克服库仑力做的功为mgR，重力加速度为g。求：(1)小球第一次到达B点时的动能；(2)小球返回A点前瞬间对圆弧杆的弹力。解析：(1)小球从A运动到B，A、B两点为等势点，所以电场力不做功，由动能定理得：－mg...