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专题 51 带电粒子在电场中的加速和偏转
1．[2022·安徽省六安中学期末]下列粒子(不计重力)从静止状态开始经过电压为U的电
场加速后，速度最小的是( )
A．氚核(H) B．氘核(H)
C．α粒子(He) D．质子(H)
2．[2022·广东省六校联考]中医药文化是我国优秀传统文化的重要组成部分，中药的保
存常常需要做干燥处理．如图所示是利用高压电场干燥中药的基本原理，在大导体板MN
上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生非匀强电场
E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电荷，另一端带等量负电荷；水
分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而
达到快速干燥的目的．已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，则下
列说法正确的是( )
A．水分子在B处时，上端带正电荷，下端带负电荷
B.水分子在B处时，带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力
C．水分子运动轨迹上B、C和D点的电势大小关系为φ ＞φ ＞φ
D B C
D．如果把高压直流电源的正负极反接，水分子从A处开始将向下运动
3．[2022·河南濮阳市阶段练习](多选)有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的
小球A、B、C，从同一位置以相同速度v 先后射入竖直方向的匀强电场中，它们落在正极
0
板的位置如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．小球A带正电，小球B不带电，小球C带负电
B．三个小球在电场中运动的时间相等
C．三个小球到达正极板的速度v ＜v ＜v
A B C
D．三个小球在电场中的加速度a ＜a ＜a
C B A
4．[2022·湖南岳阳市三模]示波管原理图如图甲所示．它由电子枪、偏转电极和荧光屏
组成，管内抽成真空．如果在偏转电极 XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射
出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示．若板间电势差U 和U
XX′ YY′
随时间变化关系图像如丙、丁所示，则荧光屏上的图像可能为( )5．[2022·浙江省稽阳联谊学校联考]如图所示，含有大量H、H、He的粒子流无初速度
进入某一加速电场，然后沿平行金属板中心线上的O点进入同一偏转电场，最后打在荧光
屏上．不计粒子重力和阻力，下列说法正确的是( )
A．荧光屏上出现两个亮点
B．三种粒子同时到达荧光屏
C．三种粒子打到荧光屏上动能相同
D．三种粒子打到荧光屏上速度方向相同
6．[2022·浙江省七彩阳光联考]如图所示，比荷相同，但初速度大小不同的两个带电粒
子(重力不计)，从左边靠近上极板的位置水平射入平行板电容器，粒子1打在下极板中点
处，粒子2由右侧竖直位移中点处射出电场区域．下列说法正确的是( )
A．两个粒子在电场中的运动时间之比t∶t＝1∶2
1 2
B.两个粒子末速度方向与水平方向的夹角θ∶θ＝4∶1
1 2
C．两个粒子的初速度之比v∶v＝1∶2
1 2
D．两个粒子末动能大小之比E ∶E ＝2∶1
k1 k27．[2022·重庆三模]“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．
电子偏转器的简化剖面结构如图所示，A、B表示两个同心半圆金属板，两板间存在偏转
电场，板A、B的电势分别为φ 、φ .电子从偏转器左端的中央M进入，经过偏转电场后到
A B
达右端的探测板N.动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置，初动能为
E 的电子沿电势为φ 的等势面C(图中虚线)做匀速圆周运动到达板N的正中间．动能为
k0 C
E 、E 的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘，动能改变量分别为|ΔE
k1 k2 k
|和|ΔE |.忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响．下列判断正确的是( )
左 k右
A．偏转电场是匀强电场 B.φ ＞φ
A B
C．E ＞E D．|ΔE |＞|ΔE |
k1 k2 k左 k右
8．[2022·江西省七校第一次联考]如图所示，xOy为竖直平面内的一个直角坐标系，在
y＝0.5 m的直线的上方有沿y轴正方向范围足够大的匀强电场，电场强度大小E＝9.3×10
1
－7 V/m，在y轴上y ＝1.0 m处有一放射源S，x轴上有一个足够大的荧光屏，放射源S在
2
如图180°范围内，向x轴发射初速度v ＝200 m/s的电子，电子质量为9.3×10－31 kg，电
0
量为1.6×10－19 C，整个装置放在真空中，不计重力作用．求：
(1)从放射源S发射的每个电子打到荧光屏上的动能；
(2)水平向右射出的电子在离开电场时沿x轴方向前进的距离；
(3)从放射源S发射的电子打到荧光屏上的范围．
9．[2022·辽宁省月考]如图所示，竖直平面内的矩形ABCD区域内存在方向水平向左
的匀强电场(图中未画出)，AD竖直．若使一质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质
点)从AD上的O点沿OB方向(OB与OA的夹角θ＝37°)射入电场，则小球做直线运动并恰
好能到达B点；若使该小球沿垂直于OB方向射入电场，则小球恰好从D点射出电场．AB
＝d，BC＝3d，重力加速度大小为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力．求：
(1)匀强电场的电场强度大小E以及小球从O点运动到B点的时间t；
1
(2)小球沿OB方向与垂直OB方向射入电场的初速度大小之比.10．[2022·安徽省合肥市联考]如图所示，水平虚线MN和水平地面之间有水平向右的
匀强电场，MN到地面的距离为h＝3 m，光滑绝缘长木板PQ直立在地面上，电场与木板
表面垂直，一个质量为m＝0.1 kg，带电量为q＝＋1×10－3 C的物块贴在长木板右侧的A
点由静止释放，物块做初速度为零的加速直线运动，刚好落在地面上的C点，已知A点离
地面的高度h ＝1.8 m，C点离木板的距离为L＝2.4 m，重力加速度g取10 m/s2，不计物
1
块的大小，木板足够长，求：
(1)匀强电场的电场强度E的大小；
(2)改变物块贴在木板右侧由静止释放的位置，使物块由静止释放后仍能落在 C点，则
改变后的位置离地面的高度为多少．
