静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为A．

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静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φ_a的a点运动至电势为φ_b的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为v_a、v_b，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为

A．

B．

C．

D．

答案

解析

由电势差公式以及动能定理：W=qU_ab=q(φ_a－φ_b)= m (v_b²－v_a²)，可得比荷为

。

举一反三

在电场强度为E的匀强电场中，有一条与电场线平行的几何线，如图中虚线所示，几何线上有两个静止的小球A和B（均可看做质点），两小球的质量均为m，A球带电荷量＋Q，B球不带电，开始时两球相距L，在电场力的作用下，A球开始沿直线运动，并与B球发生对碰撞，碰撞中A、B两球的总动能无损失，设在各次碰撞过程中，A、B两球间无电量转移，且不考虑重力及两球间的万有引力，问：
(1)A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞？
(2)第一次碰撞后，A、B两球的速度各为多大？
(3)试问在以后A、B两球有再次不断地碰撞的时间吗？如果相
等，请计算该时间间隔T，如果不相等，请说明理由．

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（共18分）如图所示，一个质量为m，带电量为+q的微粒，从a点以大小为v₀的初速度竖直向上射入水平方向的匀强电场中。微粒通过最高点b时的速度大小为2v₀方向水平向右。求：
（1）该匀强电场的场强大小E；
（2）a、b两点间的电势差U_ab；
（3）该微粒从a点到b点过程中速率的最小值v_min。

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(18分)
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14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

=1.6×10

C，质量

=0.91×10

kg，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14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

J，求加速电压

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14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长

=4.0cm，两板间距离

=1.0cm，极板右端与荧光屏的距离

=18cm，当在偏转电极上加

的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度

，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

、

和

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14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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（18分）
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14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

=1．6×10

C，质量

=0．91×10

kg，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14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

J，求加速电压

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14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长

=4．0cm，两板间距离

=1．0cm，极板右端与荧光屏的距离

=18cm，当在偏转电极上加

的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度

、

和

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（20分）
如图12所示，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为

，分别带有等量的负、正电荷，在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔（它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计），孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道，一个质量为

，电荷量为

的小球（可视为质点），在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道，轨道上距A板

处有一固定档板，长为

的轻弹簧左端固定在挡板上，右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒，它将在电场力作用下由静止开始向左运动，穿过小孔后（不与金属板A接触）与薄板Q一起压缩弹簧，由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计，可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始，经历时间T₀第一次把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，小球的电荷量都损失一部分，而变成刚与Q接触时小球电荷量的

。求：
（1）小球第一次接触Q时的速度大小；
（2）假设小球第

次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板，试导出小球从第

次接触 Q，到本次向右运动至最远处的时间T₀的表达式；
（3）假设小球被第N次弹回两板间后向右运动最远处恰好到达B板，求N为多少。

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