高中物理第1章静电场9带电粒子在电场中运动课时作业新人教版选修31

第一章9带电粒子在电场中的运动基础夯实一、选择题(1～3题为单项选择题，4～6题为多项选择题)1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不行能出现的运动状态是(A)A．匀速直线运动B．匀加快直线运动C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动分析：因为粒子只遇到电场力作用，所以不行能做匀速直线运动。2．(2016·南京市江浦高中高二上学期段考)如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向板运动．对于电子抵达Q板时的速率，以下说法正确的选项是(C)QA．两板间距离越大，加快时间越长，获取的速率就越大B．两板间距离越小，加快度越大，获取的速率就越大C．与两板间距离没关，仅与加快电压U相关D．以上说法都不正确分析：粒子运动过程只有电场力做功，依据动能定理：＝12，＝2eUeU2mvvm因为加快电压不变，所以最后的末速度大小不变，故C正确，A、B、D错误。3．如图，场强盛小为、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形地区，水平边ab长为s，竖直边Eabcdad长为。质量均为、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v进0入矩形区(两粒子不一样时出此刻电场中)。不计重力，若两粒子轨迹恰巧相切，则v0等于(B)s2qEsqEs2qEsqEA．2mhB．2mhC．4mhD．4mh分析：两粒子在电场力作用下做类平抛运动，因为两粒子轨迹相切，依据类平抛运动规律，有s02＝vt，h1qE2sqE22m0mh24．示波管是示波器的核心零件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏构成，如下图。假如在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(AC)A．极板X应带正电B．极板′应带正电XC．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电分析：由题意可知，在XX′方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY′方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。5．如下图，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其余面为绝缘资料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以同样速率射入三个质量同样的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则以下说法正确的选项是(BD)A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B．三个液滴的运动时间必定同样C．三个液滴落究竟板时的速率同样D．液滴C所带电荷量最多分析：三个液滴在水平方向遇到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误。因为三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间同样，选项B正确。三个液滴落究竟板时竖直分速度相等，而水均分速度不相等，所以三个液滴落究竟板时的速率不同样，选项C错误。因为液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加快度最大，所带电荷量最多，选项D正确。6．(2016·湖北襄阳市枣阳一中高二上学期检测)如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加快电场(加快电压为U1)加快后垂直进入偏转电场，走开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电2L，每单位电压惹起的偏移hU2法(BC)A．增大2B．增大LUC．减小dD．增大U1分析：电子在加快电场中加快，依据动能定理可得，eU＝1221002eUv＝1所以电子进入偏转电场时速度的大小为，m，电子进入偏转电场后的偏转位移为，＝12＝222heU(L)2＝UL，2at2mdv04dU1所以示波管的敏捷度h＝L2，所以要提高示波管的敏捷度能够增大L，减小d或减小U1，所以BC正4UdU确，应选BC。二、非选择题7．(2017·西藏拉萨中学高二上学期月考)如下图，电荷量为－e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它经过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：电子经过B点的速度多大；AB两点间的电势差多大。2答案：(1)2v00(2)－2ev0分析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度v＝cos60°＝2v0，(2)电子从A运动到B由动能定理得：1212－eUAB＝2mv－2mv01212m2v0－mv02220A、B两点间的电势差AB－e3mvU＝＝－2e能力提高一、选择题(1～3题为单项选择题，4、5题为多项选择题)1．为模拟空气净化过程，有人设计了如下图的含尘埃空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘埃的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放向来导线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘埃的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与尘埃运动的速度大小成正比，即Ff＝kv(k为必定值)，假定每个尘埃的质量和带电荷量均同样，重力可忽视不计，则在这两种方式中(C)A．尘埃最后必定都做匀速运动B．尘埃遇到的电场力大小相等C．电场对单个尘埃做功的最大值相等D．在图乙中，尘埃会做类平抛运动分析：尘埃可能向来做加快运动，应选项A错误；两种不一样方式中，空间中的电场强度大小不相等，所以尘埃所受电场力大小不相等，

应选项

B错误；电场对单个尘埃做功的最大值为

qU，故在两种方式中电场对尘埃做功的最大值同样，应选项

C正确；在图乙中，尘埃做直线运动，应选项

D错误。2．(2016·黑龙江大庆铁人中学高二上学期检测

)如图(a)

所示，两平行正对的金属板

A、B间加犹如图(b)

所示的交变电压，一重力可忽视不计的带正电粒子被固定在两板的正中间

P处。若在

t0时刻开释该粒子，粒子会时而向

A板运动，时而向

B板运动，并最后打在

A板上。则

t0可能属于的时间段是

(

B)TT3TA．0<t0<4B．2<t0<43T0<TD．<9TC．<0<4tTt8分析：两板间加的是方波电压，刚开释粒子时，粒子向A板运动，说明开释粒子时U为负，所以选AB项A、D错误。若t0＝T时刻开释粒子，则粒子做方向不变的单向直线运动，向来向A板运动；若t0＝3T时24T3T刻开释粒子，则粒子在电场中固定两点间做来去运动，所以在2<t0<4时间内开释该粒子，粒子的运动知足题意的要求，选项B正确。3．如下图，M、N是竖直搁置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电量为＋q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极上的C点，已知＝。不计空气阻力，则可知(B)ABBCA．微粒在电场中的加快度是变化的B．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等22mv0C．MN板间的电势差为q2Ev0D．MN板间的电势差为2g分析：微粒遇到重力和电场力两个力作用，两个力都是恒力，协力也是恒力，所以微粒在电场中的加快度是恒定不变的，故A错误。将微粒的运动分解为水平易竖直两个方向，粒子水平方向做匀加快运动，竖直方向做竖直上抛运动，则有v0＋00＋vCC0CBC＝2t，AB＝2t，由题，AB＝BC，获取v＝v，即微粒打到U点时的速率与射入电场时的速率相等，故B正确。依据动能定理，研究由A到C过程得，－mgBC＋q2＝0，BC＝v222000，联立得U＝mv，所以MN板间的电势差为mv，故CD错误。2gqq4．(2016·广州实验中学高二上学期期中)、、三个质量和电荷量都同样的粒子由同一点垂直场强abc方向进入偏转电场，其轨迹如下图，此中b恰巧飞出电场，对于三个粒子在电场中的运动，以下说法正确的选项是(ACD)A．在b飞离电场的同时，a恰巧打在负极板上B．b和c同时飞离电场C．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D．动能的增量对比，c的最小，a和b的同样大分析：粒子在电场中做类平抛运动，因为、、c质量和电荷量都同样，所以它们的加快度也同样，ab由题图可知竖直方向位移ya＝b>c，由y＝12可知运动时间ta＝b>c；水平方向xa<b＝c，由x＝0可yy2atttxxvt1212知va<vb<vc；由动能定理得qEx＝Ek＝2mv－2mv0；可知Eka＝Ekb>Ekc，故ACD正确。5．(2016·浙江杭州二中高二上学期期中)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以必定初速度水平抛出，从B点进入电场，抵达C点时速度方向恰巧水平，、、三点在同向来线上，且＝2，如下图。因而可知ABCABBC(AD)A．电场力为3mgB．小球带正电C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等分析：两个平抛过程水平方向的位移是二倍的关系，所以时间也是二倍的关系，故C错误；分别列出竖直方向的方程，即＝12h1F－mgt2＝3，故A正确；小球遇到的电场力向上，与电场h2gt，＝m()，解得222Fmg方向相反，所以小球应当带负电，故B错误；速度变化量等于加快度与时间的乘积，即v＝at，联合以3mg－mgt上的剖析可得，AB过程v＝gt，BC过程v＝m2＝gt，故D正确。二、非选择题6．(2017·山东省菏泽一中高二检测)如下图，虚线左边有一场强为1＝E的匀强电场，在两条MNE平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E＝2E的匀强电场，在虚线PQ右边相距为L处有一2与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e，质量为m，不计重力)无初速度地放入电场E1中的A点，AL点到MN的距离为2，最后电子打在右边的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：(1)电子从开释到打到屏上所用的时间t；电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ；电子打在屏上的点P′(图中未标出)到点O的距离x.mL(3)3L答案：(1)3eE(2)2分析：(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加快直线运动，设加快度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得：a1＝eE＝eE①1mm12L12②22211电子进入电场2时的速度为：v1＝11Eat进入电场E2到PQ水平方向做匀速直线运动，时间为：L③t＝2出电场后到光屏的时间为：tL④＝v13电子从开释到打到屏上所用的时间为：t＝t＋t＋