學(xué)年高中物理第一章靜電場帶電粒子在電場中運(yùn)動課后提升作業(yè)新人教版選修

1、學(xué)年高中物理第一章靜電場.帶電粒子在電場中的運(yùn)動課后提高作業(yè)新人教版選修學(xué)年高中物理第一章靜電場.帶電粒子在電場中的運(yùn)動課后提高作業(yè)新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第一章靜電場.帶電粒子在電場中的運(yùn)動課后提高作業(yè)新人教版選修課后提高作業(yè)九帶電粒子在電場中的運(yùn)動(40分鐘50分)一、選擇題(此題共6小題，每題6分，共36分)1.(多項(xiàng)選擇)以以下列圖，電量和質(zhì)量都相同的帶正電粒子以不一樣樣的初速度經(jīng)過A、B兩板間的加速電場后飛出，不計重力的作用，則()A.它們經(jīng)過加速電場所需的時間相等B.它們經(jīng)過加速電場過程中動能的增量相等C.它們經(jīng)過加速電場過程中速度的增量相等D.它們經(jīng)過加速電場過程中電勢能

2、的減少量相等【剖析】選B、D。由于電量和質(zhì)量相等，因此產(chǎn)生的加速度相等，初速度越大的帶電粒子經(jīng)過電場所用時間越短，A錯誤；加速時間越短，則速度的變化量越小，C錯誤；由于電場力做功W=qU與初速度及時間沒關(guān)，因此電場力對各帶電粒子做功相等，則它們經(jīng)過加速電場的過程中電勢能的減少量相等，動能增加量也相等，B、D正確。2.(2018鹽城高二檢測)以以下列圖是一個說明示波管工作原理的表示圖，電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，走開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢差為U2，板長為L。為了提高示波管的矯捷度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量)，可采用的方法是()A.增大兩板間的電勢差U2B.盡可能使

3、板長L短些C.盡可能使板間距離d小一些D.使加速電壓U1高升一些【剖析】選C。電子的運(yùn)動過程可分為兩個階段，即加速和偏轉(zhuǎn)，分別依照兩個階段的運(yùn)動規(guī)律，推導(dǎo)出矯捷度的有關(guān)表達(dá)式，今后再判斷選項(xiàng)可否正確，這是解決此題的基本思路。電子經(jīng)電壓U1加速有：eU1=m，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程有：L=v0t，h=at2=t2=，由可得=。因此要提高矯捷度，若只改變其中的一個量，可采用的方法為增大L、減小d，或減小U1，因此此題的正確選項(xiàng)為C。3.(多項(xiàng)選擇)以以下列圖，一帶電小球以水平速度射入接入電路中的平行板電容器中，并沿直線打在屏上O點(diǎn)，若僅將平行板電容器上極板平行上移一些后，讓帶電小球再次從原地址水平

4、射入并能打在屏上，其他條件不變，兩次比較較，則再次射入的帶電小球()A.將打在O點(diǎn)的下方B.將打在O點(diǎn)的上方C.穿過平行板電容器的時間將增加D.打到屏上的動能將增加【解題指南】解答此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)由帶電小球做直線運(yùn)動剖析其受力的情況。(2)由動能定理剖析其動能的變化。【剖析】選A、D。由題意知，上極板不動時，小球受電場力和重力平衡，平行板電容器上極板上移后，兩極板間電壓不變，電場強(qiáng)度變小，小球再次進(jìn)入電場，受電場力減小，合力方向向下，因此小球向下偏轉(zhuǎn)，將打在O點(diǎn)下方，A正確，B錯誤；小球的運(yùn)動時間由水平方向的運(yùn)動決定，兩次經(jīng)過時水平速度不變，因此穿過平行板電容器的時間不變，C錯誤；由

5、于小球向下偏轉(zhuǎn)，合力對小球做正功，小球動能增加，因此D正確。4.(2018海南高考)如圖，平行板電容器兩極板的間距為d，極板與水平面成45角，上極板帶正電。一電荷量為q(q0)的粒子在電容器中湊近下極板處，以初動能Ek0豎直向上射出。不計重力，極板尺寸足夠大。若粒子能打到上極板，則兩極板間電場強(qiáng)度的最大值為()A.B.C.D.【剖析】選B。對粒子進(jìn)行受力剖析以以下列圖，可知粒子的運(yùn)動方向與所受的合力不在同一條直線上，粒子做曲線運(yùn)動，若粒子恰能到達(dá)上極板時，其速度與極板平行，電場強(qiáng)度有最大值。將粒子的初速度v0分解為垂直于極板的vy和平行于極板的vx兩個重量，當(dāng)vy=0時，粒子恰能到達(dá)上極板，速

6、度與極板平行，依照-=-2d，由于vy=v0cos45，Ek0=m，聯(lián)立整理獲?。篍=，應(yīng)選項(xiàng)B正確。5.在如圖甲所示平行板電容器A、B兩板上加上如圖乙所示的交變電壓，開始B板的電勢比A板高，這時兩板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運(yùn)動，設(shè)電子在運(yùn)動中不與極板發(fā)生碰撞，則下陳說法正確的選項(xiàng)是(不計電子重力)()A.電子先向A板運(yùn)動，今后向B板運(yùn)動，再返回A板做周期性來回運(yùn)動B.電子素來向A板運(yùn)動C.電子素來向B板運(yùn)動D.電子先向B板運(yùn)動，今后向A板運(yùn)動，再返回B板做來回周期性運(yùn)動【剖析】選C。由運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)規(guī)律畫出以以下列圖的v-t圖象可知，電子素來向B板運(yùn)動，C正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖甲

7、所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的電壓。t=0時，Q板比P板電勢高5V，此時在兩板的正中央M點(diǎn)放一個電子，速度為零，電子在靜電力作用下運(yùn)動，使得電子的地址和速度隨時間變化。假設(shè)電子素來未與兩板相碰。在0t810-10s的時間內(nèi)，這個電子處于M點(diǎn)的右側(cè)、速度方向向左且大小逐漸減小的時間是()A.0t210-10sB.210-10st410-10sC.410-10st610-10sD.610-10sttPB.它們運(yùn)動的加速度aQaPC.它們所帶的電荷量之比qPqQ=12D.它們的動能增加量之比EkPEkQ=12【剖析】選C。設(shè)兩板距離為h，P、Q兩粒子的初速度為v0，加速度

8、分別為aP和aQ，粒子P到上極板的距離是，它們做類平拋運(yùn)動的水平距離為。則對P，由=v0tP，=aP，獲取aP=；同理對Q，=v0tQ，h=aQ，獲取aQ=。因此可知tP=tQ，aQ=2aP，而aP=，aQ=，因此qPqQ=12。由動能定理得，它們的動能增加量之比EkPEkQ=maPmaQh=14。綜上所述，C項(xiàng)正確。二、非選擇題(14分。需寫出規(guī)范的解題步驟)7.以以下列圖，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加

9、速度為g)。求：(1)小球到達(dá)小孔處的速度。(2)極板間電場強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量。(3)小球從開始下落運(yùn)動到下極板處的時間?！酒饰觥?1)由v2=2gh，得v=(2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，由牛頓運(yùn)動定律知：mg-qE=ma由運(yùn)動學(xué)公式知：0-v2=2ad整理得電場強(qiáng)度E=由U=Ed，Q=CU，得電容器所帶電荷量Q=C(3)由h=gt1，0=v+at2，t=t1+t2整理得t=答案：(1)(2)C(3)【補(bǔ)償訓(xùn)練】以以下列圖，電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場

10、，極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d。(1)忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離y。(2)剖析物理量的數(shù)量級是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽略了電子所受重力，請利用以下數(shù)據(jù)剖析說明其原因。已知U=2.0102V，d=4.010-2m，m=9.110-31kg，e=1.610-19C，g取10m/s2。(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反響了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請寫出電勢的定義式。類比電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”G的見解，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn)?！酒饰觥?1)依照動能定理可得：eU0=m因此電子射入偏轉(zhuǎn)電場的初速度v0=在偏轉(zhuǎn)電場中，電子的運(yùn)動時間t=L偏轉(zhuǎn)距離y=a(t)2=(2)考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級，有重力G=mg10-29N電場力F=10-15N由于FG，因此不需要考慮電子所受的重力(3)電場中某點(diǎn)電勢定義為