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1、贵州省兴义五中2013届高三物理一轮复习课时训练：带电粒子在电场中的运动一、选择题1如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中。P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中( )A它们运动的时间tQtpB它们所带的电荷量之比qpq Q=12C它们的电势能减小量之比EpEQ=12D它们的动能增量之比EK PEK Q=12 【答案】B2将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地三个微粒分别落在图中A、B、C三点，不计其重力作用，
2、则( )A三个微粒在电场中运动时间相等B三个的带电量相同C三个微粒所受电场力的大小关系是FAFBEkBEkA【答案】CD3如图所示，竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2。一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出。不计电子重力。下列说法正确的是( )A减小U1，电子一定打在金属板上B增大U1，电子一定打在金属板上C减小U2，电子一定能从水平金属板间射出D增大U2，电子一定能从水平金属板间射出 【答案】AC4在如图的匀强电场中，若一个点电荷从P点由静止释放，则以下说法中正确的是( )A该点电荷受到的电场力逐渐增大B该点电
3、荷一定向右且做匀速运动C该点电荷一定做匀加速直线运动 D该点电荷一定做匀减速直线运动【答案】C5显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直纸面向外的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )【答案】C6用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下述那种方法？( )A将加速电压增大为原来的2倍B将磁感应强度增大为原来的4倍C将D型盒的半径增大为原来的2倍D将D型盒的半径增大为原来的4倍【答案】C7如图所示，在点电
4、荷Q形成的电场中，a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另外同一等势面上，甲、乙两带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹分别为acb和adb曲线。若两粒子通过a点时具有相同的动能，则( )A甲、乙两粒子带异号电荷B两粒子经过b 点时的动能相同C甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时的动能相同D若取无穷远处为零电势，则甲粒子在c点的电势能小于乙粒子在d点时的电势能【答案】D8一带负电的点电荷仅在电场力作用下由点运动到点的图象如图所示，其中和是电荷运动到电场中、两点的时刻.下列说法正确的是( )A该电荷由点运动到点，电场力做负功B点处的电场线比点处的电场线密C、两点电势的关系为D该电荷一定做曲线运动【答案
5、】C9一平行金属板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一个正电荷固定在P点，如图，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间的电压，W表示电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )AU变小，E不变；BU变小，W不变；CE变大，W变大；DU不变，W不变；【答案】AB10如图所示，空间存在两个被固定的、等量同种正点电荷M、N，在它们的连线上有A、B、C三点，已知MA=CN=NB，MANA。现有一正点电荷q，关于在电场中移动电荷q，下列说法正确的是( )A沿半圆弧l将q从B点移到C点，电场力不作功B沿曲线r将q从B点移到C点，电场力作负功C沿曲线s将q从
6、A点移到C点，电场力作正功D沿直线将q从A点移到B点，电场力作正功【答案】C11如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向下极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。如果要使电子沿直线从电场和磁场区域通过，以下办法可行的是( )A适当减小加速电压UB适当增大电场强度EC适当增大磁感应强度BD适当增大加速电压U【答案】AB12一带电粒子射入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是( )A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力方向向右C粒子在电场中的
7、加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【答案】C二、计算题13如图所示，ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道，A点与圆心O等高，B、C点处于竖直直径的两端PA是一段绝缘的竖直圆管，两者在A点平滑连接，整个装置处于方向水平向右的匀强电场中一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放，一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动已知匀强电场的电场强度（g为重力加速度），小球运动过程中的电荷量保持不变，忽略圆管和轨道的摩擦阻力(1）求小球在圆管内运动过程受到圆管的压力(2）求小球刚离开A点瞬间对圆弧轨道的压力(3）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点 【答案】（1）由受力分析得： 小球
8、受到圆管的压力 N=qE 即N=mg/2，方向水平向左 (2）（5分）离开A点瞬间，设小球速度为v，有 根据受力分析，设轨道对小球的弹力N1，有 联立以上两式可得 则小球对轨道的压力为，方向水平向左 (3）（5分）设小球能沿轨道到达C点，小球由P运动到C，根据动能定理有 在C点，由受力分析有 联立以上两式，整理得： N2=0 假设成立，小球恰能沿轨道到达C点 14如图所示，左侧为两块长为L=10cm，间距cm的平行金属板，加U的电压，上板电势高；现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒，微粒质量m1010kg，带电量q+104C，初速度v0105m/s；中间用虚线框表示的正三角形内存在
9、垂直纸面向里的匀强磁场B1，三角形的上顶点A与上金属板平齐，BC边与金属板平行，AB边的中点P1恰好在下金属板的右端点；三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里，范围足够大的匀强磁场B2，且B24B1；求；(1）带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向；(2）带电微粒进入中间三角形区域后，要垂直打在AC边上，则该区域的磁感应强度B1是多少？(3）画出粒子在磁场中运动的轨迹，确定微粒最后出磁场区域的位置。【答案】（1）设带电微粒在电场中做类平抛运动时间t，加速度a，出电场时竖直方向的速度为vy，粒子出电场的速度速度与水平方向夹角，300即垂直与AB出射。 (2）带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移有代入（
10、1）（2）得，好粒子由P1点垂直AB射入磁场。带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示。设匀速圆周运动P1Q1段半径R1，根据几何关系有由 得 15如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第象限内的直线OM（与负x轴成45角）和正y轴为界，在x0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E2V/m；以直线OM和正x轴为界，在y0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.1T。一不计重力的带负电微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v02103m/s的初速度射入磁场。已知微粒的比荷为q/m5104C/kg，求： (1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标； (2）粒子在磁场区域运动的总时
11、间； (3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是多少?【答案】（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图。第一次经过磁场边界上的A点由，得，所以，A点坐标为（0.4m，0.4m）。(2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T，则 ， 其中代入数据解得：T1. 256103s所以。（保留的，不扣分）(3）微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动，则qEma代入数据解得： yy2r820.4m7.2m即：离开电磁场时距O点的距离为7.2m。16在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1。
12、坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2=1/2E1，匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷=102C/kg的带正电的粒子（可视为质点），该粒子以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10 m/s2.试求：(1）带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1；(2）+x轴上有一点D,OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少？(3）要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积应满足的关系？ 【答案】（1）， , (2）,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道半径为R，周期为T,则可得 使粒子从C点运动到D点，则有：， ， (3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形：由图可知
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