第4课时带电粒子在电场中的运动(二)【测控导航】知识点题号1.示波管1、102.带电粒子在交变电场中的运动3、63.带电粒子在复合场中的运动2、4、5、7、8、9、11一、单项选择题1.如图所示的示波管,当两偏转电极XX′、YY′电压为零时,电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的O点,其中x轴与XX′电场的场强方向平行,x轴正方向垂直于纸面指向纸内,y轴与YY′电场的场强方向平行).若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限,则(D)A.X、Y接电源的正极,X′、Y′接电源的负极B.X、Y′接电源的正极,X′、Y接电源的负极C.X′、Y接电源的正极,X、Y′接电源的负极D.X′、Y′接电源的正极,X、Y接电源的负极解析:电子枪发射的带负电的电子在静电力作用下向第Ⅲ象限偏转,故Y′、X′是带正电的极板.故选项D正确.电子枪发射的电子带负电,若要求向下偏转,必须把下极板接电源正极;若要求向左,必须把左极板接电源正极,电子在这两个方向的静电力共同作用下到达预定的位置.2.(安徽合肥二模)如图所示A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两板中央各有一个小孔a和b,在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落,不计空气阻力,该质点到达b孔时速度恰为零,然后返回.现要使带电质点能穿出b孔,可行的方法是(B)A.保持S闭合,将B板适当上移B.保持S闭合,将B板适当下移C.先断开S,再将A板适当上移D.先断开S,再将B板适当下移解析:设带电质点从A板上方h处由静止下落,A、B板的距离为d,带电质点从静止到b孔的过程中,根据动能定理有mg(h+d)-qU=0;由于S闭合时,金属板间的电压U不变,要想穿过b孔,则到达b孔时动能应大于零,所以可增大d,即将B板适当下移,选项A错误,B正确;若断开S,则金属板上的电荷量Q不变,若将A板上移,重力做功不变,而由C=和U=,知U增大,即静电力做的负功增加,所以带电质点到达b孔前速度已减为零,选项C错误;若将B板下移,重力做功增加,由C=和U=,知U增大,即静电力做的负功增加,但无法判断出重力做功与静电力做功的大小关系,选项D错误.3.将如图所示的交变电压加在平行板电容器A、B两极板上,开始B板电势比A板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在静电力作用下开始运动,设A、B两极板间的距离足够大,下列说法中正确的是(D)A.电子一直向着A板运动B.电子一直向着B板运动C.电子先向A板运动,然后返回向B板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动D.电子先向B板运动,然后返回向A板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动解析:开始B板电势高,电子在静电力作用下向B板运动,0～内做加速运动,～内做减速运动,时速度为零,在～T内反向加速,T～T内反向减速,故做周期性往复运动,选项D正确.带电粒子在交变电场中运动,分析的有效方法是画vt图象.例如本题的vt图象大致如图所示,“”由图中的面积的意义就可判断出往复运动的特点.4.如图,平行板电容器的两个极板竖直放置,并接直流电源.若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器,a到c是直线,由于电极板边缘效应,粒子从c到d是曲线,重力加速度为g,则该粒子(B)A.在ac段受重力与静电力平衡并做匀速运动,cd段静电力大于重力B.a到c匀加速直线运动,加速度是g/cosθC.a至d重力势能减小,电势能增加D.c至d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向解析:在ac段,粒子受竖直向下的重力和水平向右的静电力作用,受力如图所示,可得F=,由牛顿第二定律得a==,故选项A错,B对.a至d粒子的重力、静电力都做正功,则重力势能和电势能都减小,故选项C错.粒子从c到d为曲线,粒子所受合力指向曲线的凹侧,故选项D错.5.如图所示,倾角α=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中,有一个质量为m=3×10-3kg的带电小球,以速度v=1m/s沿斜面匀速下滑,求在小球匀速下滑的某一时刻突然撤去斜面,此后经t=0.2s内小球的位移近似为多少(g=10m/s2)(A)A.0.32mB.0.25mC.0.2mD.无法确定解析:带电小球能沿斜面匀速下滑,将带电小球的重力mg和静电力qE正交分解,如图所示,则有mgsinα=qEcosα,撤去斜面后,带电小球所受的合力大小F=mgcosα+qEsinα,由牛顿第二定律可得带电小球的加速度大小a=12.5m/s2.撤去斜面后,带电小球做类平抛运动,分位移x=vt=0.2m,y=at2=0.25m,合位移s=≈0.32m,故选项A正确....
