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1、苏北中学2020学年度第一学期高二物理第一章电场练习题五 一、不定项选择题1带电粒子以速度v从两平行金属板形成的匀强电场的正中间垂直电场射入,恰穿过电 场而不碰金属板,欲使入射速度为的同一粒子也恰好穿过电场不碰金属板,则必须( )A使两板间的电压减为原来的 B使两板间的电压减为原来的C使两板间的电压增为原来的2倍 D使两板间的距离减为原来的2如图所示,A、B是一对平行的金属板,在两板间加上一周期为T的交变电压。A板的电势,B板的电势随时间的变化规律为:在0到时间内,(正的常数);在到T的时间内,;在T到的时间内;在到2T的时间内,;现有一个电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内设电子的初速度和
2、重力对它的影响均可忽略( )A、若电子是在时刻进入的,它将一直向B板运动B、若电子是在时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上C、若电子是在时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上D、若电子是在时刻进入的,它可能时而向B板、时而向A板运动3如图所示,有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场,它们分别落到A、B、C三点,则可以断定: ( )A落到A点的小球带正电,落到C点的小球带负电B三小球在电场中运动时间相等C三小球到达正极板的动能关系是D三小球在电场中运动的加速度是4如图所示,电子在
3、电压为U1的加速电场中由静止开始运动,然后进入电压为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向和极板平行整个装置放在真空中,在满足电子能射出平行板区的条件下,一定能使电子的偏角变大的是:( )A.U1变大、U2变大 B.U1变小U2变小、C.U1变大、U2变小D.U1变小、U2变大5 在空间有一正方向水平向右、大小按图所示的图线变化的电场,位于电场中A点的电子在时速度为零,在时,电子离开A点的距离大小为,那么在时,电子将处在()AA点 BA点左方处CA点右方2处 DA点左方2处固定电极薄片电极6 传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于楞动膜片电极
4、上时,可使薄片电极产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合回路,那么( )A、当F向上压膜片电极时,电容将减小;B、当F向上压膜片电极时,电容将增大;C、若电流计有示数,则压力F发生变化D、若电流计有示数,则压力F发生变化7. 传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,它在自动控制中有着广泛的应用。如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属棒与导电液体构成一个电容器,将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接,从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况,即( )电源接通后,电容C减小,反映h减小电源接通后,电
5、容C减小,反映h增大电源接通再断开后,电压U减小,反映h减小电源接通再断开后,电压U减小,反映h增大以上判断正确的是ABCD荧光屏po偏转电场加速电场ba8图是示波器的原理示意图。电子经电压为U1的加速电场加速后,进入电压为U2的偏转电场,离开偏转电场后打在荧光屏上的P点。P点与O点的距离叫偏转距离。要提高示波器的灵敏度(即单位偏转电压U2引起的偏转距离),应采用下列办法中的( )A、提高加速电压U1B、增加偏转极板a、b的长度C、增大偏转极板与荧光屏的距离D、减小偏转极板间的距离二、填空题9如图所示,P是灯丝,通电后可发射电子(初速认为等于零),两电源电压分别是45V和30V,A、B两板上有
6、小孔,能使电子通过,则电子分别经过A、B板上小孔时的动能为_、_,电子到达C板时的动能为_10粒子(氦的原子核:由两个质子和两个中子组成)和质子以相同的速度垂直于电场线进入两平行板间的匀强电场,设都能飞出电场,则它们离开匀强电场时,侧向位移之比_,动能的增量之比_,偏转角的正切值之比_三、计算题11 水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm,两板间距d=1.0cm,两板间电压为90v,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0107m/s,从两板中间射入,如图,求:(1)电子偏离金属板时的侧位移是多少?(2)电子飞出电场时的速度是多少?(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm
7、,求OP的长?12由AB、CD两金属板组成平行板电容器,电容为C,两板与水平面夹角为,并充以电量Q如图8所示,有一油滴质量为m,带电量为q,由A点从静止开始沿水平方向做直线运动,恰能到达D点(设两板间为匀强电场)问: ABCD电容器两板间电势差为多少?两板间的电场强度为多少?油滴从A点运动到D点共用多少时间?13如图所示,在真空中有一与x轴平行的匀强电场,一电子由坐标原点O处以速度v0沿y轴正方向射入电场,在运动中该电子通过位于xoy平面内的A点,A点与原点O相距L,OA与x轴方向的夹角为。已知电子电量e = 1.61019C,电子质量m = 9.11031kg,初速度v0 = 1.0107m
8、/s,O与A间距L = 10cm、= 30。求匀强电场的场强大小和方向。参考答案一、选择题: 1.B 2.AB 3.A 4.D 5. D 6.BC 7.B 8.BCD2解析:依题意,A、B板间电场在,时间内场强方向为竖直向下;在,时间内场强方向竖直向上若电子在时刻进入板间,则在时间内,将向B板加速运动,到时刻,电子已获得一定的竖直向上的速度v,在时间内(电子也可能在此前或此间到达B板),电子受到的电场力反向,加速度方向与速度v方向相反,作匀减速运动根据运动的对称性,到T时刻,粒子速度减为零,此后重复上述运动,直到到达B板时止此过程可借助电子的图像直观表示如图所示故A对若电子在时刻进入,则电子在
9、时间内向B板加速运动,在时间内向B板减速运动,到时刻速度为零;在时间内反向向A板加速运动,在时间内向A板减速运动,在时刻,速度为零;在时间内又向B板运动如图所示从图中还可判断,最终电子将到达B板。故B正确类似分析可以判断C、D错误本题正确选项为A、B5【解析】因为电场正方向向右,根据图象可知,第1内场强方向向右,所以电子所受的电场方向向左,电子将做初速为零的匀加速直线运动,电子的位移,第2内,电场方向向左,电子所受电场力向右,电子将做初速为,加速度的匀速直线运动,即在前2内的总位移为,而,所以在时,电子在A的左方2处正确选项为D【讨论】如果电场中A点的电子在时的速度为零,则在时,电子在何处?(
10、正确答案为恰返回到A点)二、填空题:9【解析】P、A间的电场对电子起加速作用,电子到达A板上小孔时的动能为45,A、B间无电场(两板用导线直线连接,是等电势的),电子在A、B间做匀速直线运动,所以电子经过B板小孔时动能仍为45,B、C间的电场对电子起减速作用,从B到C,电子克服电场力做功30,所以动能减少30,到达C板时的动能为15电子到达A、C板时的动能(或速率)仅与电源电压有关,与各板间的距离无关【讨论】要使电子能返回运动,B、C间的电压至少要多高?要使电子到达B、C板的中间位置便返回,B、C间的电压多高?10【解析】粒子和质子的电荷量比是,质量比是侧移,动能的增量由合外力做功决定,由动能
11、定理得,偏转角的正切值,三、计算题12分析与解答:电子在匀强电场中受到电场力与重力作用,由于电场力F=,远大于重力(G=mg=910-30N),即重力作用对物体运动的影响可以忽略不计,只考虑电场力。又由于电场力方向于速度方向垂直,即在水平方向作匀速直线运动,竖直方向作初速度为零的匀加速运动,作类平抛运动。(1)电子在电场中的加速度a= 侧位移即竖直方向的位移y=则:y=(2)电子飞出电场时,水平分速度Vx=V0,竖直分速度vy=at=则电子飞出电场时的速度V,由勾股定理可得:V=设v与v0的夹角为,则tg=(3)电子飞出电场后作匀速直线运动,则OP=y+Stg=0.025m131)设电容器两极间电压为U 由 C= 得 U=2)设匀强电场场强为E,带电粒子沿直线AD运动 qEcos=mg E=3)设板间距离为d,粒子从A到D位移为S,S=粒子带达C处速度为v qU= V= d= t14解:电子在y轴方向作匀速直线运动,位移方程为,电子在x轴方向作初速度为零得匀加速直线运动,位移方程为:,对电子应用牛顿第二定律得:,解得:E = 3.9104N/C,场强方向:沿x轴负方向。