《2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第09天 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)新人教版選修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第09天 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)新人教版選修1(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第09天 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)新人教版選修1考綱要求:難易程度:如圖所示,靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O點(diǎn)經(jīng)P板的小孔以速度v1射出,運(yùn)動時間為t1,又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離y后離開電場,離開電場時速度為v2,運(yùn)動時間為t2,則下列判斷正確的是A只增大U1,則t1增大B只增大U1,則y減小C只增大U2,則v2增大D只增大U2,則y減小【參考答案】BC大,故B正確,D錯誤;離開電場時的速度,則只增大U2,則v2增大,選項C正確;故選BC?!久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了帶電粒子在電場中的運(yùn)動,可以根據(jù)動能定理
2、和牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出偏移量。【知識補(bǔ)給】帶電粒子在電場中的運(yùn)動1帶電粒子在電場中加速若不計粒子的重力,則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增加量。(1)在勻強(qiáng)電場中:W=qEd=qU=mv2mv02或F=qE=q=ma。(2)在非勻強(qiáng)電場中:W=qU=mv2mv02。2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件分析:帶電粒子垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場。(2)運(yùn)動性質(zhì):勻變速曲線運(yùn)動。(3)處理方法:分解成相互垂直的兩個方向上的直線運(yùn)動,類似于平拋運(yùn)動。(4)運(yùn)動規(guī)律:沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動時間 沿電場力方向,做勻加速直線運(yùn)動兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量為m,
3、電荷量為e,從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出,最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn),然后返回,如圖所示,OA=h,此電子具有的初動能是A BC D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(yùn)動狀態(tài)是A勻速直線運(yùn)動B勻加速直線運(yùn)動C勻變速曲線運(yùn)動D勻速圓周運(yùn)動如圖所示,在勻強(qiáng)電場E中,一帶電粒子q的初速度v0恰與電場線方向相同,則帶電粒子q在開始運(yùn)動后,將A沿電場線方向做勻減速直線運(yùn)動B沿電場線方向做變加速直線運(yùn)動C沿電場線方向做勻加速直線運(yùn)動D偏離電場線方向做曲線運(yùn)動噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖所示,重力可忽略的極小墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,以速度v垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中A可能向
4、負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B電場力做負(fù)功,電勢能逐漸增大C運(yùn)動軌跡與所帶電荷量無關(guān)D運(yùn)動軌跡是拋物線如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連,帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止,現(xiàn)設(shè)法使P固定,再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)相同的小角度,然后釋放P,則P在電場內(nèi)將做A勻速直線運(yùn)動B水平向右的勻加速直線運(yùn)動C斜向右下方的勻加速直線運(yùn)動D曲線運(yùn)動如圖所示,一個帶電粒子從粒子源進(jìn)入加速電壓為U1的加速電場(粒子初速不計),經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中線射入平行板間,A、B板長均為L,兩板間距為d,偏轉(zhuǎn)電壓為U2。則帶電粒子能從A、B兩板之間飛出必須滿足的條件是A
5、BCD如圖所示,一價氫離子(11H)和二價氦離子(24He)的混合體,經(jīng)同一加速電場加速后,垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中,偏轉(zhuǎn)后,打在同一熒光屏上,則它們A同時到達(dá)屏上同一點(diǎn)B先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)C同時到達(dá)屏上不同點(diǎn)D先后到達(dá)屏上不同點(diǎn)如圖所示,氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么A經(jīng)過加速電場的過程中,靜電力對氚核做的功最多B經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,靜電力對三種核做的功一樣多C三種原子核打在屏上的速度一樣大D三種原子核都打在屏的同一位置上【參考答案】D 設(shè)電子的初動能為Ek0,末動能為零,極板間的電場,根據(jù)動能定理,解得:,故D正確。A 由于負(fù)電
6、荷受到的電場力方向與電場方向相反,所以粒子受到的電場力方向與初速度方向相反,所以沿電場線方向做勻減速直線運(yùn)動,A正確。D 由于重力不計的微滴帶負(fù)電,微滴在極板間電場中受到的電場力向上,故微滴向上極板偏轉(zhuǎn),A錯誤;電場力微滴做正功,電勢能減小,B錯誤;水平方向做勻速運(yùn)動,而豎直方向上做勻加速運(yùn)動,且加速度,與帶電荷量有關(guān),微滴在電場中做類平拋運(yùn)動,運(yùn)動的軌跡是拋物線,C錯誤,D正確?!久麕燑c(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)電場做類平拋運(yùn)動,將運(yùn)動分解到水平方向和豎直方向,按平拋運(yùn)動的知識求解,另外清楚電場力做功與電勢能的變化關(guān)系,若帶電粒子經(jīng)同一電場加速,再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,可得出運(yùn)動軌跡與帶電荷量無關(guān),而本
7、題所有粒子初速度相同,因此運(yùn)動軌跡與帶電荷量有關(guān)。B 當(dāng)金屬板a、b水平放置時,帶電液滴P在電場內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài),說明處于平衡狀態(tài),豎直向上的電場力大小等于重力的大小。當(dāng)兩平行金屬板a、b分別以O(shè)、O為中心的軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的較小角度,然后釋放P,此時P受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場力,電場力方向與豎直方向的夾角為,如圖所示。設(shè)板間距離原來為d,則由幾何知識得:轉(zhuǎn)過角時,板間距離為dcos,板間場強(qiáng)為,電場力為,電場力方向與豎直方向的夾角為,豎直方向的分力為。而原來液滴處于靜止?fàn)顟B(tài),即有,則得此時液滴豎直方向受力平衡,合力水平向右,故P將水平向右做勻加速直線運(yùn)動,故B正確。比荷不同,
8、則v0不同,所以兩粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間不同。兩種粒子在加速電場中的加速度不同,位移相同,則運(yùn)動的時間也不同,所以兩粒子是先后離開偏轉(zhuǎn)電場,在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)位移,聯(lián)立得,同理可得到偏轉(zhuǎn)角度的正切,可見y和tan與電荷的電荷量和質(zhì)量無關(guān),所以出射點(diǎn)的位置相同,出射速度的方向也相同。故兩種粒子打屏上同一點(diǎn),故B正確,ACD錯誤。BD 設(shè)加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)極板的長度為L,板間距離為d。在加速電場中,電場力質(zhì)量不同,則v不同,故C錯誤;故選BD。【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是知道帶電粒子在加速電場和偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動情況,知道從靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速,垂直打入偏轉(zhuǎn)電場,運(yùn)動軌跡相同。做選擇題時,這個結(jié)論可直接運(yùn)用,節(jié)省時間。