2020屆高中物理 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)訓(xùn)練 新人教版選修3-1

第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 課時(shí)訓(xùn)練1.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時(shí)，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A勻速直線運(yùn)動(dòng)B勻加速直線運(yùn)動(dòng)C勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D勻速圓周運(yùn)動(dòng)2如圖所示，在場強(qiáng)為E，方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，A、B為一豎直線上的兩點(diǎn)，相距為L，外力F將質(zhì)量為m，帶電量為q的微粒，從A點(diǎn)勻速移到B點(diǎn)，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(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況如圖(b)中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象正確的是()4(2020·濟(jì)南模擬)如圖所示，質(zhì)子(H)和粒子(He)，以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計(jì)重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場時(shí)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(duì)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(yùn)動(dòng)，在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為_(3)粒子在y方向上做_運(yùn)動(dòng)，離開電場時(shí)，在y方向上偏離的距離為_當(dāng)其他條件不變，d增大時(shí)偏離距離將_(4)粒子離開電場時(shí)，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(shí)角將_6如圖所示，abcd是一個(gè)正方形盒子cd邊的中點(diǎn)有一個(gè)小孔e.盒子中有沿ad方向的勻強(qiáng)電場一個(gè)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(duì)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(qiáng)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(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量為h，兩平行板間的距離為d，電勢(shì)差為U2，板長為l.為了提高示波管的靈敏度(單位偏轉(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(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電小球，從平行板電場中的P點(diǎn)以相同的初速度垂直于E進(jìn)入電場，它們分別落到A、B、C三點(diǎn)()A落到A點(diǎn)的小球帶正電，落到B點(diǎn)的小球不帶電B三小球在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C三小球到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能關(guān)系：EkA>EkB>EkCD三小球在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度關(guān)系：aA>aB>aC2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(shí)間的變化情況電子經(jīng)電壓u1加速后進(jìn)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(shí)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(shí)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(gè)無初速電子向B板方向運(yùn)動(dòng)，下列對(duì)電子的描述中錯(cuò)誤的是()A電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是eUB電子從B板到C板時(shí)動(dòng)能變化為零C電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3eUD電子在A板和D板之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)4一平行板電容器的兩個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)情況是(不計(jì)重力，t0時(shí)，M板電勢(shì)為正，板間距離足夠長)()A一直向M板運(yùn)動(dòng)B一直向N板運(yùn)動(dòng)C先向M板運(yùn)動(dòng)，再一直向N板運(yùn)動(dòng)D在M、N間做周期性的來回運(yùn)動(dòng)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d4×103m，有一束由相同帶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m4×105kg，電量q1×108C.(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(fù)極相連？所加的電壓U應(yīng)取什么范圍？7如圖所示，為一個(gè)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(diǎn))，擋板處于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)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的小球由靜止從斜擋板內(nèi)側(cè)上某點(diǎn)釋放，為使小球沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，最后從D點(diǎn)拋出，試求：(1)小球從釋放到N點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的最小距離s；(2)在上述條件下小球經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)對(duì)擋板的壓力大小第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)訓(xùn)練答案1.答案：A解析：因?yàn)榱Ｗ又皇艿诫妶隽Φ淖饔?，所以不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，三個(gè)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(xiàng)D正確3.答案：A解析：粒子在第一個(gè)內(nèi)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻速度最大，在第二個(gè)內(nèi)，電場反向，粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到T時(shí)刻速度為零，以后粒子的運(yùn)動(dòng)要重復(fù)這個(gè)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：l·t得：vy4v0vev0(2)由動(dòng)能定理得：W電mvmv8mv(3)由W電Eq·l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(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，由動(dòng)能定理得：mv0eU1電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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：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(fù)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(yùn)動(dòng)時(shí)間：t，所以tC<tB<tA，故aC>aB>aA；落在C點(diǎn)的小球帶負(fù)電，落在A點(diǎn)的小球帶正電，落在B點(diǎn)的小球不帶電因?yàn)殡妶鰧?duì)帶負(fù)電的小球C做正功，對(duì)帶正電的小球A做負(fù)功，所以落在板上動(dòng)能的大?。篍kC>EkB>EkA.2.答案：ABD3.答案：C4.答案：C解析：由題意知，未加電壓時(shí)mgkv加電壓U時(shí)，電場力向上，設(shè)為F，則有Fmgkv當(dāng)加電壓(U)時(shí)，電場力向下，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有Fmgkv聯(lián)立得：v3v方向向下，C選項(xiàng)正確5.答案：D解析：01s末，電子向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在1s末獲得速度為v；1s末2s末，電子向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，2s末速度為0；2s末3s末，電子向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，3s末電子獲得速度v；3s末4s末電子向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng).4s末速度為零，剛好為一個(gè)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(yùn)動(dòng)6.答案：(1)10m/s(2)與負(fù)極相連120V<U<200V解析：(1)v0tgt2可解得v010m/s(2)電容器的上板應(yīng)接電源的負(fù)極當(dāng)所加的電壓為U1時(shí)，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(shí)，微粒恰好從上板的右邊緣射出a22a2解得U2200V所以120V<U<200V.7.解析：(1)根據(jù)題意分析可知，小球過M點(diǎn)對(duì)擋板恰好無壓力時(shí)，s最小，根據(jù)牛頓第二定律有qEm，由動(dòng)能定理得qE(s2R)mv，聯(lián)立解得sR，(2)小球過N點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有FNqE，由動(dòng)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.