2020屆高中物理 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運動課時訓(xùn)練 新人教版選修3-1

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1、第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運動 課時訓(xùn)練1.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時,它不可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是()A勻速直線運動B勻加速直線運動C勻變速曲線運動 D勻速圓周運動2如圖所示,在場強為E,方向水平向右的勻強電場中,A、B為一豎直線上的兩點,相距為L,外力F將質(zhì)量為m,帶電量為q的微粒,從A點勻速移到B點,重力不能忽略,則下面說法中正確的是()A外力的方向水平B外力的方向豎直向上C外力的大小等于qEmgD外力的大小等于3平行板間加如圖(a)所示周期變化的電壓,重力不計的帶電粒子靜止在平行板中央,從t0時刻開始將其釋放,運動過程無碰板情況如圖(b)中,能定性描述粒子運動的速度圖象正確的是()

2、4(2020濟南模擬)如圖所示,質(zhì)子(H)和粒子(He),以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計重力),則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為()A11 B12C21 D145如圖所示,一電荷量為q,質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度為v0,方向與極板平行射入一對平行金屬板之間已知兩極板的長度l,相距為d,極板間的電壓為U,試回答下列問題(粒子只受電場力作用且上極板帶正電)(1)粒子在電場中所受的電場力的大小為_,方向_,加速度大小為_,方向_(2)粒子在x方向上做_運動,在電場中的運動時間為_(3)粒子在y方向上做_運動,離開電場時,在y方向上偏離的距離為_當(dāng)其他條件不變,d增大時偏離距離將_(4

3、)粒子離開電場時,在y方向上的分速度為_,如果偏轉(zhuǎn)的角度為,那么tan_.當(dāng)其他條件不變,U增大時角將_6如圖所示,abcd是一個正方形盒子cd邊的中點有一個小孔e.盒子中有沿ad方向的勻強電場一個質(zhì)量為m帶電量為q的粒子從a處的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒內(nèi),并恰好從e處的小孔射出(忽略粒子重力)求:(1)該帶電粒子從e孔射出的速度大小(2)該過程中電場力對該帶電粒子做的功(3)若正方形的邊長為l,試求該電場的場強7如圖所示是示波管工作原理示意圖,電子經(jīng)加速電壓U1加速后垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量為h,兩平行板間的距離為d,電勢差為U2,板長為l.為了提高示波管的靈敏度(單

4、位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)量)可采取哪些措施?1.(2020長沙市一中高二檢測)如圖所示,有三個質(zhì)量相等,分別帶正電、負電和不帶電小球,從平行板電場中的P點以相同的初速度垂直于E進入電場,它們分別落到A、B、C三點()A落到A點的小球帶正電,落到B點的小球不帶電B三小球在電場中運動的時間相等C三小球到達正極板時動能關(guān)系:EkAEkBEkCD三小球在電場中運動的加速度關(guān)系:aAaBaC2示波器是一種常用的電學(xué)儀器可以在熒屏上顯示出被檢測的電壓隨時間的變化情況電子經(jīng)電壓u1加速后進入偏轉(zhuǎn)電場下列關(guān)于所加豎直偏轉(zhuǎn)電壓u2、水平偏轉(zhuǎn)電壓u3與熒光屏上所得的圖形的說法中正確的是()A如果只在u2上加上甲圖所示

5、的電壓,則在熒光屏上看到的圖形如圖(a)所示B如果只在u3上加上乙圖所示的電壓,則在熒光屏上看到的圖形如圖(b)所示C如果同時在u2和u3上加上甲、乙所示的電壓,則在熒光屏上看到的圖形如圖(c)所示D如果同時在u2和u3上加上甲、乙所示的電壓,則在熒光屏上看到的圖形如圖(d)所示3(2020長沙市一中高二檢測)如圖所示裝置,從A板釋放的一個無初速電子向B板方向運動,下列對電子的描述中錯誤的是()A電子到達B板時的動能是eUB電子從B板到C板時動能變化為零C電子到達D板時動能是3eUD電子在A板和D板之間往復(fù)運動4一平行板電容器的兩個極板水平放置,兩極板間有一帶電量不變的小油滴油滴在極板間運動時

6、所受空氣阻力的大小與其速率成正比若兩極板間電壓為零,經(jīng)一段時間后,油滴以速率v勻速下降;若兩極板間的電壓為U,經(jīng)一段時間后,油滴以速率v勻速上升若兩極板間電壓為U,油滴做勻速運動時速度的大小、方向?qū)⑹?)A2v、向下 B2v、向上C3v、向下 D3v、向上5如圖所示,在兩極板中間有一靜止的電子,在交變電壓作用下電子的運動情況是(不計重力,t0時,M板電勢為正,板間距離足夠長)()A一直向M板運動B一直向N板運動C先向M板運動,再一直向N板運動D在M、N間做周期性的來回運動6(新題快遞)如圖所示,水平放置的平行板電容器,與某一電源相連,它的極板長L0.4m,兩板間距離d4103m,有一束由相同帶

7、電微粒組成的粒子流,以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入,開關(guān)S閉合前,兩板不帶電,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒質(zhì)量為m4105kg,電量q1108C.(g10m/s2)求:(1)微粒入射速度v0為多少?(2)為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場,電容器的上板應(yīng)與電源的正極還是負極相連?所加的電壓U應(yīng)取什么范圍?7如圖所示,為一個從上向下看的俯視圖,在光滑絕緣的水平桌面上,固定放置一條光滑絕緣的擋板軌道ABCD,AB段為直線,BCD段是半徑為R的一部分圓弧(兩部分相切于B點),擋板處于場強為E的勻強電場中,電場方向與圓的直徑MN平行現(xiàn)使一帶電量為q、質(zhì)量為m的小球由靜止從斜

8、擋板內(nèi)側(cè)上某點釋放,為使小球沿擋板內(nèi)側(cè)運動,最后從D點拋出,試求:(1)小球從釋放到N點沿電場強度方向的最小距離s;(2)在上述條件下小球經(jīng)過N點時對擋板的壓力大小第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運動課時訓(xùn)練答案1.答案:A解析:因為粒子只受到電場力的作用,所以不可能做勻速直線運動2.答案:D解析:分析微粒受力,重力mg、電場力qE、外力F,由于微粒作勻速運動,三個力的合力為零,外力的大小和重力與電場力的合力大小相等FF的方向應(yīng)和重力與電場力的合力方向相反,選項D正確3.答案:A解析:粒子在第一個內(nèi),做勻加速直線運動,時刻速度最大,在第二個內(nèi),電場反向,粒子做勻減速直線運動,到T時刻速度為零,以后粒

9、子的運動要重復(fù)這個過程4.答案:B解析:由y 和Ek0mv,得:y可知,y與q成正比,B正確5.答案:(1)垂直v0方向向下垂直v0方向向下(2)勻速直線(3)初速度為零的勻加速直線U減小(4)UU增大6.答案:(1)v0(2)8mv(3)解析:(1)設(shè)粒子在e孔的豎直速度為vy.則水平方向:l/2v0t豎直方向:lt得:vy4v0vev0(2)由動能定理得:W電mvmv8mv(3)由W電Eql和W電8mv得:E.7.解析:電子經(jīng)U1加速后,設(shè)以v0的速度垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,由動能定理得:mv0eU1電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間t為:t電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a為:a電子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)量h為:

10、hat2由式聯(lián)立解得到示波管的靈敏度為:可見增大l、減小U1或d均可提高示波管的靈敏度.1.答案:A解析:帶負電的小球受到的合力為:mgF 電,帶正電的小球受到的合力為:mgF電,不帶電小球僅受重力mg,小球在板間運動時間:t,所以tCtBaBaA;落在C點的小球帶負電,落在A點的小球帶正電,落在B點的小球不帶電因為電場對帶負電的小球C做正功,對帶正電的小球A做負功,所以落在板上動能的大?。篍kCEkBEkA.2.答案:ABD3.答案:C4.答案:C解析:由題意知,未加電壓時mgkv加電壓U時,電場力向上,設(shè)為F,則有Fmgkv當(dāng)加電壓(U)時,電場力向下,勻速運動時有Fmgkv聯(lián)立得:v3v

11、方向向下,C選項正確5.答案:D解析:01s末,電子向左做勻加速直線運動,在1s末獲得速度為v;1s末2s末,電子向左做勻減速直線運動,2s末速度為0;2s末3s末,電子向右做勻加速直線運動,3s末電子獲得速度v;3s末4s末電子向右做勻減速直線運動.4s末速度為零,剛好為一個周期以后周而復(fù)始,所以,電子在M、N之間做周期性的來回運動6.答案:(1)10m/s(2)與負極相連120VU200V解析:(1)v0tgt2可解得v010m/s(2)電容器的上板應(yīng)接電源的負極當(dāng)所加的電壓為U1時,微粒恰好從下板的右邊緣射出a12a1解得:U1120V當(dāng)所加的電壓為U2時,微粒恰好從上板的右邊緣射出a22a2解得U2200V所以120VU200V.7.解析:(1)根據(jù)題意分析可知,小球過M點對擋板恰好無壓力時,s最小,根據(jù)牛頓第二定律有qEm,由動能定理得qE(s2R)mv,聯(lián)立解得sR,(2)小球過N點時,根據(jù)牛頓第二定律,有FNqE,由動能定理得qEsmv,聯(lián)立解得FN6qE.由牛頓第三定律可知,小球?qū)醢宓膲毫Υ笮?qE.

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