第六节-示波器的奥秘.doc

第一章 电场
物理·选修3－1(粤教版)

第六节　示波器的奥秘

一、单项选择题
1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是(　　)
A．匀速直线运动　　　 B．匀加速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动

解析：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．
答案：A

2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是(　　)

A. B．edUh
C. D.

解析：由动能定理：－F·s＝－mv
∴－eE·h＝0－mv
－e··h＝0－Ek0
∴Ek0＝
答案：D

3．如图所示，质子(H)和α粒子(He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为(　　)

A．11 B．12
C．21 D．14

解析：由y＝ 和Ek0＝mv，得：y＝，可知y与q成正比，B正确．
答案：B

4．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角φ变大的是(　　)

A．U1变大，U2变大 B．U1变小，U2变大
C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变小

解析：偏转角：tanφ＝，vy＝at＝，在加速电场中有：mv2＝qU1，v＝，故：tanφ＝，所以B正确．
答案：B

二、双项选择题
5．一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是(　　)
A．加速电压突然变大 B．加速电压突然变小
C．偏转电压突然变大 D．偏转电压突然变小

答案：AD

6．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板间电压不变，则(　　)

A．当增大两板间距离时，v也增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长

解析：由mv2＝qU知，两板距离变大时v不变，故C项对，又由d＝at2＝t2可知，t＝d，则增大板间距离d时，时间t延长，故D项对．
答案：CD

7．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则(　　)

A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电
B．三小球在电场中运动的时间关系：tC<tB<tA
C．三小球到达正极板时动能关系：EkA>EkB>EkC
D．三小球在电场中运动的加速度关系：aA>aB>aC

解析：带负电的小球受到的合力为mg＋F 电，带正电的小球受到的合力为mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间t＝，所以tC<tB<tA，故B项正确，又y＝at2，则aC>aB>aA，落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电，故A项正确；因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小EkC>EkB>EkA.
答案：AB

8．如图所示，平行板电容器两极板间的电场可看作是匀强电场，两板水平放置，板间相距为d，一带负电粒子从上板边缘射入，沿直线从下板边缘射出，粒子的电荷量为q，质量为m，下列说法中正确的是(　　)

A．粒子的加速度为零
B．粒子的电势能减少3mgd
C．两板间的电势差为mgd/q
D．M板比N板电势低

解析：由题可知粒子做匀速直线运动，故A对，又mg＝qE，则U＝mgd/q，故C对；粒子带负电，电场力向上，则M板带正电，N板带负电，M板电势比N板高，故D错．又由电场力做负功可知电势能增加mgd.
答案：AC

三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)
9．如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置保持静止．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是______，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是________．

解析：由图看出，细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力方向水平向右，场强方向也水平向右，则小球应带正电．将细线剪断后，小球受到重力和电场力两个恒力作用，将沿它们的合力方向做匀加速直线运动，即将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是直线．
答案：带正电，直线

10．如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量m＝4×10－5 kg，电量q＝＋1×10－8 C．(g取10 m/s2)求：

(1)微粒入射速度v0为多少？
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？

解析：(1)由＝v0t，＝gt2，可解得：
v0＝＝10 m/s.
(2)电容器的上板应接电源的负极．
当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出： ＝a12，a1＝，
解得：U1＝120 V.
当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出： ＝a22，a2＝，
解得：U2＝200 V，所以120 V<U<200 V.
答案：(1)10 m/s　(2)与负极相连　120 V<U<200 V

11．如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，接在电压为U的电源上．在A板的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m，电荷量为e，射出的初速度为v.求电子打在B板上的区域面积．(不计电子的重力)

解析：研究打在最边沿处的电子，即从P处平行于A板射出的电子，它们做类平抛运动，在平行于A板的方向做匀速直线运动，r＝vt ①
d＝at2＝××t2 ②
解①②方程组得电子打在B板上圆形半径
r＝dv
圆形面积S＝πr2＝
答案：S＝πr2＝