专题三 第二讲 带电粒子在电磁场中的运动——课前自测诊断卷
考点一 带电粒子在电场中的运动
1.[考查带电粒子在电场中的直线运动]
[多选]如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度
θ,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直
线通过电容器,则在此过程中,关于该粒子下列说法正确的是( )
A.电势能逐渐增加 B.动能逐渐减小
C.粒子所受重力小于电场力 D.粒子做匀加速直线运动
解析:选ABC 由于粒子做直线运动,受力分析可知粒子所受的电场力
与重力的合力与速度方向反向,粒子做匀减速直线运动,动能减小,电场力垂
直于极板向上,与速度方向的夹角为钝角,电场力对粒子做负功,则粒子的电
势能增加,故 A、B正确,D错误;电场力与重力的合力方向向左,由平行四
边形定则知粒子所受重力小于电场力,故 C正确。
2.[考查带电粒子在电场中的偏转]
[多选]如图所示,质子(11H)、氘核(12H)和α粒子(24He)都沿平行
板电容器的中线 OO′方向,垂直于电场线射入两极板间的匀强电场
中,射出后都能打在同一个与中线垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现
亮点。粒子重力不计。下列推断正确的是( )
A.若它们射入电场时的速度相同,在荧光屏上将出现 3个亮点
B.若它们射入电场时的动能相等,在荧光屏上将只出现 1个亮点
C.若它们射入电场时的动量相同,在荧光屏上将出现 3个亮点
D.若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场,在荧光屏上将只出现 1个
亮点
解析:选CD 三个粒子进入匀强电场中都做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线
运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则得到加速度为 a=,偏转距离为 y
=at2,运动时间为 t=,联立可得 y=。若它们射入电场时的速度相同,y与比荷成正比,
而三个粒子中质子的比荷最大,氘核和 α粒子的比荷相等,所以在荧光屏上将只出现 2个
亮点,A错误。若它们射入电场时的动能相等,y与q成正比,则在荧光屏上将只出现 2个
亮点,B错误。若它们射入电场时的动量相等,y==,可见 y与qm 成正比,三个粒子的
qm 都不同,则在荧光屏上将出现 3个亮点,C正确。设加速电压为 U1,偏转电压为 U0,
若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的,根据推论可知 y′=,显然三个
粒子在偏转电场中的偏转距离 y′相同,故荧光屏上将只出现 1个亮点,D正确。
3.[考查带电粒子在交变电场中的运动]
[多选]如图甲所示,两平行金属板 A、B放在真空中,间距为 d,P点在 A、B板间,
A、B板间的电势差 U随时间 t的变化情况如图乙所示,t=0时,在 P点由静止释放一质量
为m、电荷量为 e的电子,当 t=2T时,电子回到 P点。电子运动过程中未与极板相碰,不
计重力,下列说法正确的是( )