高中物理 1_9 带电粒子在电场中的运动课时作业 新人教版选修3-1

9带电粒子在电场中的运动1一带电粒子在电场中只受到电场力作用时，它不可能出现的运动状态是()A匀速直线运动B匀加速直线运动C匀变速曲线运动 D匀速圆周运动解析：只在电场力的作用下，说明电荷受到的合外力的大小为电场力，不为零，所以选项A不可能；当电荷在匀强电场中由静止释放后，电荷做匀加速直线运动，选项B可能；当电荷垂直进入匀强电场后，电荷做类平抛运动，选项C可能；正电荷周围的负电荷只在电场力作用下且电场力恰好充当向心力时，可以做匀速圆周运动，选项D可能答案：A2.如图所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中设油滴是从两板中间位置，由静止释放，则可以判定()A油滴在电场中做抛物线运动B油滴在电场中做匀加速直线运动C油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离D油滴打在极板上的运动时间不仅取决于电场强度和两板间距离，还取决于油滴的比荷解析：油滴初速度为0，受不变的重力和电场力，做匀加速直线运动，A错，B对；由 t2得，C错，D对答案：BD3一束正离子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有离子()A都具有相同的质量B都具有相同的电荷量C具有相同的比荷D都是同一元素的同位素解析：轨迹相同的含义为：偏转位移、偏转角度相同，即这些离子通过电场时轨迹不分叉tan ，所以这些离子只要有相同的比荷，轨迹便相同，故只有C正确答案：C4.右图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是()A如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为2vB如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为C如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为D如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v解析：由动能定理qUmv2得v，带电粒子确定，v与成正比，与A、K间距离无关，故D正确答案：D5如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若ABBC，则它们带电荷量之比q1q2等于()A12 B21C1 D.1解析：竖直方向有hgt2，水平方向有lt2，联立可得q，所以有，B对答案：B6示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A极板X应带正电 B极板X应带正电C极板Y应带正电 D极板Y应带正电解析：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错答案：AC7如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边沿飞出，则两极板的间距应变为原来的()A2倍 B4倍C. D.解析：电子在两极板间做类平抛运动，水平方向：lv0t，t；竖直方向：dat2t2，故d2，即d，故C正确答案：C8某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动()A半径越大，加速度越大B半径越小，周期越大C半径越大，角速度越小D半径越小，线速度越小解析：本题是以微观情景为背景，电子所受的库仑力提供向心力，可根据库仑定律和圆周运动知识来判断对电子来说，库仑力提供其做圆周运动的向心力，则kmamm2rmr得a，v，T，因此选项C正确答案：C9.在一个水平面上，建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面右侧空间有一匀强电场，场强E6105 N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电荷量q5108 C、质量m10 g的绝缘物块，物块与水平面动摩擦因数0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v02 m/s，如图所示，求：(g取10 m/s2)(1)物块再次经过O点时速度大小；(2)物块停止时距O点的距离解析：(1)物块向右减速至速度为零的过程a15 m/s2，x0.4 m，因为Eqmg，减速至零后物块会向左加速运动，有a21 m/s2再次回到O点，有v22a2x解得v m/s(2)经过O点后，物块在摩擦力作用下减速至零，有a32 m/s2所以x m答案：(1) m/s(2) m10一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将()A打到下极板上B在下极板处返回C在距上极板处返回D在距上极板d处返回解析：本题应从动能定理的角度解决问题带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在下极板处返回，由动能定理得mgqU0；若电容器下极板上移，设带电粒子在距上极板d处返回，则重力做功WGmg，电场力做功W电qUqUqU，由动能定理得WGW电0，联立各式解得dd，选项D正确答案：D11.如图所示，长L0.4 m的两平行金属板A、B竖直放置，相距d0.02 m，两板间接入恒定电压为182 V且B板接正极一电子质量m9.11031 kg，电荷量e1.61019 C，以v04107 m/s的速度紧靠A板向上射入电场中，不计电子的重力，则电子能否射出电场？若能，计算电子在电场中的偏转距离；若不能，在保持电压不变的情况下，B板至少平移多少，电子才能射出电场？解析：电子进入电场后做类平抛运动，假设电子恰能射出极板，则t s108 syat2t2代入数值得y0.08 md故此电子不能射出电场若电子恰能射出电场，则B板需向右移动d，板间距离变为d，则dt2dt108 m0.04 mddd0.02 m答案：电子不能射出电场B板至少向右平移0.02 m12下图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？解析：(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理有eU1mv解得v0(2)电子沿极板方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y.由牛顿第二定律和运动学公式有tayat2解得y.(3)减小加速电压U1或增大偏转电压U2. 答案：(1) (2)(3)减小加速电压U1或增大偏转电压U2