2022高中物理 第一章 靜電場 9 帶電粒子在電場中的運動練習 新人教版選修3-1

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1、2022高中物理 第一章 靜電場 9 帶電粒子在電場中的運動練習 新人教版選修3-1知識點一帶電粒子的加速1.如圖L1-9-1所示,一個平行板電容器充電后與電源斷開,從負極板處釋放一個電子(不計重力),設其到達正極板時的速度為v1,加速度為a1.若將兩極板間的距離增大為原來的2倍,再從負極板處釋放一個電子,設其到達正極板時的速度為v2,加速度為a2,則()A.a1a2=11,v1v2=12B.a1a2=21,v1v2=12C.a1a2=21,v1v2=1D.a1a2=11,v1v2=1圖L1-9-12.(多選)2018湖北松滋期末一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計)以速度v0逆著電場

2、線方向射入有左邊界的勻強電場,場強為E(如圖L1-9-2所示),則()A.粒子射入的最大深度為B.粒子射入的最大深度為C.粒子在電場中運動的最長時間為圖L1-9-2D.粒子在電場中運動的最長時間為知識點二帶電粒子的偏轉(zhuǎn)3.如圖L1-9-3所示,a、b兩個帶正電的粒子以相同的速度先后垂直于電場線從同一點進入平行板間的勻強電場,a粒子打在B板的a點,b粒子打在B板的b點,若不計重力,則()A.a的電荷量一定大于b的電荷量B.b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量C.a的比荷一定大于b的比荷D.b的比荷一定大于a的比荷圖L1-9-34.如圖L1-9-4所示,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入水平放置的兩平行板間的

3、勻強電場,當偏轉(zhuǎn)電壓為U1時,帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出;當偏轉(zhuǎn)電壓為U2時,帶電粒子沿軌跡落到B板中間.設粒子兩次射入電場的水平速度相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()A.U1U2=18B.U1U2=14C.U1U2=12圖L1-9-4D.U1U2=115.(多選)一臺正常工作的示波管,突然發(fā)現(xiàn)熒光屏上畫面的高度縮小,則產(chǎn)生故障的原因可能是()A.加速電壓偏大B.加速電壓偏小C.偏轉(zhuǎn)電壓偏大D.偏轉(zhuǎn)電壓偏小6.如圖L1-9-5所示,三個電荷量相同、質(zhì)量相等、重力不計的粒子A、B、C從平行板間電場中的同一點P射入,在電場中的運動軌跡如圖中PA、PB、PC所示,則下列說法中正確的是()A.三個粒子

4、的加速度關系為aAaBaCB.三個粒子的加速度關系為aAaBvBvCD.三個粒子的入射速度關系為vAvBabacC.三個顆粒在電場中運動的時間的關系是tatbtcD.靜電力對落在c點的顆粒做負功圖L1-9-912.2017馬鞍山二中期中某示波管在偏轉(zhuǎn)電極XX、YY上不加偏轉(zhuǎn)電壓時光斑位于屏幕中心.現(xiàn)給偏轉(zhuǎn)電極XX、YY加上如圖L1-9-10甲、乙所示的偏轉(zhuǎn)電壓,則在光屏上可能的圖形為圖L1-9-11中的(圓為熒光屏,虛線為光屏坐標)()圖L1-9-10圖L1-9-1113.2017馬鞍山二中期中將一帶電粒子以初速度v0沿水平方向從A點射入方向豎直向上的勻強電場中,粒子從B點飛出電場時速度方向與

5、電場方向的夾角為150,電場的水平寬度為L,如圖L1-9-12所示.不計粒子的重力.設粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q.(1)該勻強電場的電場強度為多大?(2)A、B兩點的電勢差UAB為多大?圖L1-9-1214.如圖L1-9-13所示,A為粒子源,A和極板B間的加速電壓為U1,兩水平放置的平行帶電板C、D間的電壓為U2,質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子初速度為零,從A被加速電壓U1加速后水平進入豎直方向的勻強電場并能穿過電場區(qū)域,平行帶電板的長度為L,兩板間的距離為d,不計帶電粒子的重力,求:(1)帶電粒子運動到B板時的速度;(2)帶電粒子在C、D極板間運動的時間;(3)帶電粒子飛出C、D極板間的電場時

6、在豎直方向上發(fā)生的位移y.圖L1-9-131.D解析電容器充電后與電源斷開,再增大兩極板間的距離時,場強不變,電子在電場中受到的靜電力不變,故a1a2=11.由動能定理Ue=mv2得v=,因兩極板間的距離增大為原來的2倍,由U=Ed知,電勢差U增大為原來的2倍,故v1v2=1.2.BD解析粒子射入到最右端,由動能定理得Eqxmax=m,最大深度xmax=;由v0=at,a=,可得t=,則粒子在電場中運動的最長時間為,選項B、D正確.3.C解析粒子在電場中做類平拋運動,有h=,得x=v0,由v0.4.A解析設粒子水平運動的位移為l,豎直方向的位移為y,兩極板間距為d,由y=at2=得,U=,所以

7、U,A正確.5.AD解析畫面高度縮小,說明電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時偏轉(zhuǎn)角減小,由qU0=m,tan=,得tan=,則引起變小的原因可能是加速電壓U0偏大或偏轉(zhuǎn)電壓U1偏小,A、D正確.6.D解析三個帶電粒子的電荷量相同,所受靜電力相同,加速度相同,選項A、B錯誤;三個帶電粒子沿電場方向的位移關系為yA=yByC,則時間關系為tA=tBtC,三個帶電粒子在平行極板方向的位移關系為xAxB=xC,由此可得,三個帶電粒子入射速度關系為vAvBvC,故選項D正確.7.B解析由帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)運動規(guī)律可知tan=,選項B正確.8.A解析在加速電壓一定時,偏轉(zhuǎn)電壓U越大,電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越

8、大,當偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出時,兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓即為所求的最大電壓.加速過程中,由動能定理有eU=m,進入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于板面的方向上做勻速直線運動,有l(wèi)=v0t,在垂直于板面的方向做勻加速直線運動,加速度a=,偏轉(zhuǎn)距離y=at2,若電子能從兩極板間飛出,則y,聯(lián)立解得U=400V,即要使電子能飛出,所加電壓的最大值為400V,故選項A正確.9.ABD解析若小球所受靜電力與重力平衡,小球做勻速圓周運動,A正確;若小球所受靜電力和重力不平衡,小球做變速圓周運動,B正確;若小球所受靜電力與重力的合力向上,則小球運動到最低點時,細線拉力最小,運動到最高點時,細線拉力最大,C錯

9、誤,D正確.10.A解析帶電粒子在勻強電場中受到的靜電力恒定不變,可能做勻變速直線運動,也可能做勻變速曲線運動,A正確.11.BD解析三個顆粒在電場中做平拋運動或類平拋運動,水平方向,有x=v0t,豎直方向,有y=at2,由xaxbxc可知tatbabac,由此可判斷出落在a點的顆粒帶負電,落在b點的不帶電,落在c點的帶正電,靜電力對落在c點的顆粒做負功,B、D正確,A、C錯誤.12.D解析因某方向的偏轉(zhuǎn)位移與電壓成正比,則可能的為圖D.13.(1)(2)-解析(1)設粒子在電場中運動的時間為t,則水平方向上有L=v0t豎直方向上有vy=v0tan60=t解得E=.(2)由粒子偏轉(zhuǎn)方向可知,粒子帶負電,由動能定理得-qUAB=mv2-m又知v=2v0解得UAB=-.14.(1)(2)L(3)解析(1)設帶電粒子運動到B板的速度為v,根據(jù)動能定理得U1q=mv2解得v=.(2)粒子進入C、D間的電場后,在水平方向做勻速直線運動,有L=vt,故t=L.(3)粒子在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,有Eq=ma,E=,所以a=粒子進入C、D間的電場后,在豎直方向發(fā)生的位移y=at2=.