题目内容

4.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,可以判断(  )
A.粒子的加速度在a点时较大
B.电场中a点的电势比b的电势小
C.粒子可能带负电,在b点时速度较大
D.粒子一定带正电,动能先变小后变大

分析 做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹的凹侧,根据曲线运动的受力特点可判断出电场力的方向以及电场力的做功情况,根据电场力做功可判断出动能、电势能的变化.粒子的加速度可通过比较合力(电场力)进行比较.

解答 解:A、a点的电场强度比b点的小,则粒子在a所受的电场力(即合力)小,所以粒子的加速度在a点时较小.故A错误.
BCD、根据轨迹弯曲方向,知粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向右,所以该电荷是正电荷.从a点到b点,电场力先做负功,再做正功,电势能先增加后降低,动能先变小后变大.但从a点到b点的整个过程电场力做的总功是正功,所以a点的电势能大于b点,a点的动能小于b点.故BC错误,D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键通过轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向,根据电场力做功判断出动能的变化和电势能的变化.

练习册系列答案
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16.示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图甲所示.电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹.这三部分均封装于真空玻璃壳中.已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,质量m=0.91×10-31kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应.

(1)电子枪的三级加速可简化为如图乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10-16J,求加速电压U0为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图丙所示的偏转电场.偏转电极的极板长l=4.0cm,两板间距离d=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离L=18cm,当在偏转电极上加u=480sin100πtV的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度v0=3.0×107m/s,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子.控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量.现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压.电子枪中A1、A2和A3三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线.请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用.

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