带电粒子在电场中的加速与偏转.docx

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带电粒子在电场中的加速与偏转

电场

1•点电荷A、B周用电场线分布如图，c、d是同一电场线上的两点，下列正确的是

A.

点电荷A可能带负电

B.c点电势髙于d点电势

C.c点电场强度与d点电场强度相同

D.电子从c运动到d过程中电势能保持不变

2.在雷雨云下沿竖直方向电场的电场强度为1xl04V/mo已知一半径为丨mm的雨滴在此

电场中不会下落，取重力加速度g=10m/s2,水的密度为1xio3kg/m3,这个雨滴携带的电荷量的最小值约为（）

A.2x109C

B.4x109C

C.2xW6C

D.4x106C

3.任光滑的绝缘水平而上，有一个正方形的abed,顶点2c处分别固定一个正点电荷,

电荷量相等，如图所示。

若将一个带负电的粒子宜于b点，自由

释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。

粒子从b点运动到〃点

的过程中

A.先作匀加速运动，后作匀减速运动

B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势

C.电势能与机械能之和先增大，后减小

D.电势能先减小，后增大

4・等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带负电的检©

验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点.则ajc

检验电荷在此全过程中（）'辿

!

A.所受电场力的方向将发生改变B.所受电场力的大小恒建°

C.电势能一直减小D.电势能先不变后减小

5•如图，虚线2b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、S和Uc，Ua>l/b>Uc.—带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）

A.粒子从K到/.的过程中，电场力做负功

B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C.粒子从K到/.的过程中，静电势能增加

D.粒子从L到M的过程中，动能减少6•如图所示，把一个带电小球力固泄在光滑水平的绝缘桌而上，在桌面的另一处放置带电

小球现给小球B—个垂直&3连线方向的速度“0,使其在水平桌而上运动，则下列

说法中正确的是

7•如下图所示，在M、N两点分别固左两个点电荷，电荷量均为+QMN连线的中点为

0.正方形ABCD以0点为中心，E、F、G、H分别是正方形四边的中点•则下列说法中正

确的是

A.A点电势低于B点电势

直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上,d点位于两电荷的连线

9.在光滑绝缘水平面上有两个相距一泄距禽的带电质点円和P2,英中巴固上而P2获得一垂直于它们之间连线的水平初速度后开始运动，关于巳以后的一段运动情况，以下描

为Qe和Qf,在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向。

电场线上标岀了M、N两点，其中过N点的切线与EF连线平行，且zNEF

荷将沿电场线运动到N点

静电计测量平行板电容器两极板间的电势差在两板相距一泄距离d时，给电容器充

哪些操作将使静电计指针张角变大（）

则以下判错误的是（

A.若Q点的电场强度为零，则说明Q和Q为异种电荷，且|Qi|v|Q|

B.若c点的电势为零，则说明Q和Q是异种电荷，且|Qi|=|Q|

C.若b点的电场强度为零，则说明Q和Q2是同种电荷，>|Oi|>|Q2|

D.无论两电荷是同种电荷还是异种电荷，〃点的电场强度都不可能为零

15•如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取0点电势为零，Ox方向上各点的电势©随x变化的情况如图乙所示。

若在O点由静止释放一电子，质子仅受电场力的作用，则正

确的是（）

A.电子将沿x负方向运动

B.电子的电势能将变小

C.电子运动的加速度恒定

D.电子运动的加速度增大

16.如图所示，在y轴上关于O点对称的3两点有等咼同种点电荷+Q.在x轴上有

一C点，且CO=OD^ADO=6Q°.下列判断正确的是

A.

O点电场强度比D点电场强度大

B.C点电势和D点电势相等

C.若在C点放一点电荷一Q,D点的电场强度将变为零

D.若将一试探电荷+q由C点移到D点，电势能逐渐增大

17.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线，

一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。

下列判断正确的是（）

A.粒子从a到b过程中动能逐渐减小

B.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

C.负点电荷一定位于M的左侧

D.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

18.b.c三个a粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中

b恰好飞出电场，下列说法正确的是

A.

在b飞离电场的同时，Q刚好打在负极板上

B在电场运动时间3和b的一样大，c的最小。

C.进入电场时，c的速度最大，0的速度最小

D.动能的增量相比，c的最小，Q和b的一样大

19.假设空间某一静电场的电势0随距离X变化的关系图象如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是

A.空间各点场强的方向均与x轴垂直

B.

电荷沿x轴从0移到匕的过程中，一泄不受电场力的作用

C.正电荷沿X轴从X2移到X3的过程中，电场力做正功,

电势能减小

D.负电荷沿x轴从X4移到X5的过程中，电场力做负功，

电势能增加

20.如图所示，虚线AB和CD分別为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等疑异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（）

A.A、B两处电势、场强均相同C

B.C、D两处电势、场强均相同厂打厂二、

C.在虚线AB上O点的场强最大：

°

D.带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能~t一

21・如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到C）,场强大小随时间变化情况如图乙所示：

磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。

在t=1s时，从A点沿AB方向（垂直于BC）以初速度V。

射出第一个粒子，并在此之后，每隔2S有一个相同的粒子沿方向也以初速度V。

射出，并恰好均能击中C点,若AB=BC=L但粒子由A运动到C的运动时间小于1So不计空气阻力,

对于各粒子由A运动到C的过程中，以下说法正确的是（）

A.电场强度為和磁感应强度仇的大小之比为3Vo：

1

B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1：

3

C.

第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为3：

2D.

D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1：

5

22・在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固左了一电荷量为+Q的正点电荷，在水平面上

的N点，由静止释放质量为m,电荷量为-q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为

V.图中0=60%规左电场中P点的电势为零。

则在+Q形成的电场中

A.N点电势高于P点电势

B.N点电势为-巫

2g

C・P点电场强度大小是N点的2倍

1,

D.检验电荷在N点具有的电势能为-牙〃八广

23.如图所示，A、B两导体板平行放置，在t=0时将电子从A板附近由静止释放（电子的

重力忽略不计）。

分别在A、B两板间

擁，茁］的i加凰埶网四師.莫中可鹹翔耐戒縫（）

A.B.

（

带电粒子在匀强磁场中的运动练习题

（时间：

45分钟，满分：

100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）

1.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹.图1所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，"和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里.该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（）

A.粒子先经过Q点，再经过b点

B.粒子先经过方点，再经过a点

C.粒子带负电

D.粒子带正电

2.

如图2所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀

强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力的大小为几,摆球加速度大小为心；由〃摆到最低点c时，摆线拉力的大小为尸2,摆球加速度大小为42,贝||（）

A・F\>Fi9a\=aiB.F\

3.（2011•长沙棋拟）随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的

重要组成部分•如图3所示为电视机显像管及其偏转线圈乙的示意图.如果发现电视画面

的幅度比正常时偏小.不可能是下列哪些原因引起的（）

A.电子枪发射能力减弱，电子数减少

B.加速电场的电压过高，电子速率偏大

C.偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少

D.偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱

4.

如图4所示，肖径为R的绝缘筒中为匀强磁场区域，磁感应强度为B、磁感线垂宜纸面向里，一个质量为加、电荷量为<7的正离子，以速度P从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒内，如果离子与圆筒碰撞三次（碰

撞时不损失能量，且时间不计），又从c孔飞出，则离子在磁场中运动的时间图4

为（）

5.长为L的水平极板间，有垂宜纸面向内的匀强磁场，如图5所*上習示，磁感应强度为板间距离也为厶板不带电，现有质量为心电Mlx“

XXXX

荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以*

速度Q水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（）图5

A.使粒子的速度

B.使粒子的速度警

C.使粒子的速度警

D.使粒子速度鬻G普

6.质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场.如图6所示为质谱仪的原理

图.设想有一个静止的质量为叽带电荷量为g的带电粒子（不计重力），经电压为〃的加

速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP

=斗则在图7中能正确反映x与之间的函数关系的是（）

7.（2011M州棋拟）如图8所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为7?

=10cm的圆柱形桶内有〃=10一灯的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔•粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出.现有一粒子源发射比荷为盍=2X10"

C/k舟的阳离子，粒子束中速度分布连续，不计重力.当角0=45。

时，出射粒子图8

速度v的大小是（）

8.

X

X

图9

如图9所示，匀强磁场中有一个电荷量为g的正离子，自"点沿半圆轨道运动，当它运动到“点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到C点，已知4、b、c在同一直线上，且ac=^ab,电子电荷量为e,电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（）

9.

（2011州棋拟）如图10所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里.P为屏上的一个小孔.PC与垂直.一群质量为加、带电荷量为一?

的粒子（不计重力），以相同的速率"从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在

与PC夹角为0的范围内•贝恠屏MN上被粒子打中的区域的长度为（）

XX：

XX：

XX：

XX：

XX'

磁感应强度的方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向射入磁场•若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r均为5cm,不计粒子的重力，则（）

A.右边界：

—4cm

B.右边界：

j>4cm和yV—4cm内有粒子射出

C.左边界：

J>8cm内有粒子射出图11

D.左边界：

0

二、非选择题（本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）

11.

（15分）在研究性学习活动中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图12所示.血cd是一个边长为乙的正方形盒子，在d处和cd边的中点e处各有一个小孔，e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M•盒子内有一方向垂直于abed平面的匀强

磁场，磁感应强度为B•粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度图12

可忽略，先让粒子经过电压为U的电场加速，然后粒子立即由a孔射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从0孔射出.不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力•问：

你认为该同学的设计方案可行吗？

若可行，求出带电粒子的比荷；若不可行，说明你的理由・

12.（15分）（2011*XM拟）在电视机的设计制造过程中，要考虑到地磁场对电子束偏转的影响，可采用某种技术进行消除.为确定地磁场的影响程度，需先测定地磁场的磁感应强度的大小，在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量為和竖直向下的分量血，其中血沿水平方向，对电子束影响较小可忽略，血可通过以下装置进行测量.如图13所示，水平放置的显像管中电子（质量为加，电荷量为e）从电子枪的炽热灯丝上发出后（初速度可视为0）,先经电压为U的电场加速，然后沿水平方向自南向北运动，最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上.电子束在屏上的偏移距离为止

图13

（1）试判断电子束偏向什么方向；

（2）试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2.