鲁科版物理高中必修第三册同步练习2.4 带电粒子在电场中的运动

第4节 带电粒子在电场中的运动必备知识基础练1.在如图所示的匀强电场中,若一个点电荷从P点由静止释放,(不计粒子重力)则下列说法正确的是(  )A.该点电荷可能做匀变速曲线运动B.该点电荷一定向右运动C.静电力对该点电荷可能不做功D.该点电荷一定做匀加速直线运动2.让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场,要使它们最后的偏转角相同,这些粒子进入电场时必须具有相同的(  )A.初速度B.初动能C.加速度D.无法确定3.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为1.67×10-27kg,所带电荷量为1.6×10-19C,则下列说法正确的是(  )A.加速过程中质子电势能增加B.质子所受到的静电力约为2×10-15NC.质子加速需要的时间约为8×10-6sD.加速器加速的直线长度约为4m 4.如图所示,A、B两个带正电的粒子,所带电荷量分别为q1与q2,质量分别为m1和m2。它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,A粒子打在N板上的A'点,B粒子打在N板上的B'点,若不计重力,则(  )A.q1>q2B.m1q2m2D.q1m1q2m2,但A粒子所带电荷量不一定大,质量关系也不能确定,C正确。5.B 根据对称性,两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心,则在水平方向有12s=v0t,在竖直方向有12h=12·qEmt2,解得v0=s2qEmh。B正确。6.解析(1)粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,将v沿水平方向和竖直方向分解,则vy=v0tan30°=3v0,vy=qEmt,L=v0t,解得E=3mv02qL。(2)qUAB=12mv2-12mv02,v=v0sin30°,解得UAB=3mv022q。答案(1)3mv02qL (2)3mv022q7.解析(1)由动能定理得qU=12mv12代入数据得v1=1.0×104m/s。(2)带电粒子沿初速度方向做匀速运动:d=v1t带电粒子沿电场方向做匀加速运动:vy=at 由题意得tan30°=v1vy由牛顿第二定律得qE=ma代入数据得E=3×103N/C。(3)由动能定理得qUab=12m(v12+vy2)-0代入数据得Uab=400V。答案(1)1.0×104m/s (2)3×103N/C (3)400V8.BD 由qE·l=12mv02得qUdl=12mv02,当l'=l2时,v0'=22v0,A错误;由qU'd·l2=12mv02得U'=2U,B正确,C错误;当电压U″=12U时,由qU″d·l2=12mv0″2得v0″=12v0,D正确。9.A 电子加速有qU1=12mv02,电子偏转有y=12·qU2mdlv02,联立解得y=U2l24U1d,A正确。10.解析(1)由动能定理eU1=12mv2得v=2eU1m。(2)电子穿越偏转电场时间t=Lv电子从偏转电场射出时的偏转距离y=12at2根据牛顿第二定律得a=eU2md可得y=U2L24U1d。(3)如图所示,根据运动规律得Yy=L2+sL2 代入可得Y=(2s+L)U2L4U1d。答案(1)2eU1m (2)U2L24U1d (3)(2s+L)U2L4U1d