2024-2025学年高中物理第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课时训练含解析新人教版选修3-1

PAGE4-第9节带电粒子在电场中的运动基础训练带电粒子在电场中的直线运动1.如图所示,带正电的粒子以初速度v沿电场方向进入匀强电场区域,不计重力,粒子在电场中的运动(A)A.方向不变,速度增大B.方向不变,速度减小C.方向向上,速度不变D.方向向下,速度不变解析:粒子在电场中的受力方向与初速度方向相同,做匀加速直线运动,故选项A正确。2.如图所示,在匀强电场E中,一带电荷量为-q的粒子初速度v0恰与电场线方向相同,则带电粒子-q在起先运动后,将(C)A.沿电场线方向做匀加速运动B.沿电场线方向做变加速运动C.沿电场线方向做匀减速运动D.偏离电场线方向做曲线运动解析:带负电的粒子在电场中受到的静电力的方向与电场线的方向相反,带电粒子的初速度v0恰与电场线方向相同,所以该带电粒子受力的方向与运动的方向相反,带电粒子沿电场线的方向做匀减速直线运动,故选项C正确。3.如图所示,一带电小球用细线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将做(C)A.自由落体运动B.曲线运动C.沿着悬线的延长线做匀加速运动D.变加速直线运动解析:悬线烧断后,小球在电场中仍受到静电力和重力,合力为恒力,小球将做沿合力方向的匀加速直线运动,选项A,B,D错误,C正确。4.如图所示,匀强电场的场强方向与竖直方向成α角,一带电荷量为q、质量为m的小球,用绝缘细线固定在竖直墙上,小球恰好静止在水平位置.求:(1)小球所带电荷的电性及场强的大小;(2)若将细线突然剪断,小球在静电力和重力作用下做何种性质的运动?加速度为多大?解析:(1)由小球恰好静止在水平位置,知小球带负电,受力分析如图,依据平衡条件得mg=Eqcosα得E=mgq(2)将细线突然剪断,小球将做初速度为零的匀加速直线运动依据牛顿其次定律得a=F合m=mgtan答案:(1)负电mgqcos带电粒子在电场中的偏转运动5.如图所示,正电子以肯定的初速度垂直于电场方向入射到匀强电场中,不计重力,正电子做(D)A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.向下偏转的曲线运动D.向上偏转的曲线运动解析:由题图可知,匀强电场的方向竖直向上,故正电子的受力方向向上,做向上偏转的曲线运动,故选D。6.如图所示,一价氢离子和二价氦离子的混合体经同一加速电场加速后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们(B)A.同时到达屏上同一点 B.先后到达屏上同一点C.同时到达屏上不同点 D.先后到达屏上不同点解析:一价氢离子和二价氦离子的比荷不同,经过加速电场的末速度不同,因此在加速电场及偏转电场的时间均不同,但在偏转电场中偏转距离相同,所以会先后打在屏上同一点,选项B正确。7.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子的入射速度变为原来的2倍,而电子仍从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间的距离应变为原来的(C)A.2倍 B.4倍 C.12 D.解析:第一次d=12·Uqmd(Lv0)2,其次次d'=12·Uqmd'·综合应用8.为探讨静电除尘,有人设计了一个盒状容器,如图所示,容器侧面是绝缘的透亮有机玻璃,上下底面是金属板。当金属板连接到高压电源正负两极时,在两金属板间产生匀强电场。现把肯定量匀称分布的烟尘颗粒密闭在容器内,颗粒带负电,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽视烟尘颗粒所受重力。下列说法正确的是(C)A.烟尘颗粒向下运动B.两金属板间电场方向向上C.烟尘颗粒在运动过程中电势能削减D.烟尘颗粒所带电荷量可能是电子电荷量的1.5倍解析:由图可知,极板上端为正极,下端为负极,所以两金属板间电场方向向下,则带负电的颗粒受静电力向上,故带电颗粒将向上运动,选项A,B错误;烟尘颗粒在运动过程中静电力做正功,电势能削减,选项C正确;带电体的带电荷量只能是元电荷的整数倍,所以烟尘颗粒所带电荷量不行能是电子电荷量的1.5倍,选项D错误。9.如图所示,从炙热的金属丝放射的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满意电子能射出偏转电场的条件下,下述四种状况中,肯定能使电子的偏转角变大的是(C)A.仅将偏转电场极性对调B.仅增大偏转电极板间的距离C.仅增大偏转电极板间的电压D.仅减小偏转电极板间的电压解析:变更偏转电场的极性,只能变更电子受力方向,但电子的偏转角大小不变,选项A错误;依据E=Ud可知,当两极板间距离d增大时,E减小,所以电子受到的静电力减小,其偏转角也减小,选项B错误;电子进入偏转电场后做类平抛运动,则L=v0t,eUd=ma及tanθ=atv0可得tan实力提升10.(2024·浙江温州十五校联合体期末)如图,ACB是一条足够长的绝缘水平轨道,轨道CB处在方向水平向右、大小E=1.0×106N/C的匀强电场中,一质量m=0.25kg、电荷量q=-2.0×10-6C的可视为质点的小物体,在距离C点L0=6.5m的A点处,以初速度v0=14m/s起先向右运动.已知小物体与轨道间的动摩擦因数μ=0.4,取g=10m/s2,求:(1)小物体到达C点时的速度大小;(2)小物体在电场中运动离C点的最远距离;(3)小物体在电场中运动的时间.解析:(1)依据牛顿其次定律,小物体的加速度大小a=μg=4m/s2小物体到达C点的速度大小v2=v02-2aL(2)依据牛顿其次定律,小物体向右减速的加速度a1=qE+μmg小物体向右运动的时间t2=va小物体向右运动的位移x1=v2t1(3)由于qE>μmg,所以小物体先减速