2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場中的能量5帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課堂達(dá)標(biāo)含解析新人教版必修3

PAGE4-帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)1.如圖所示,平行金屬板A、B水平正對(duì)放置,分別帶等量異號(hào)電荷。一帶電微粒水平射入板間,在重力和電場力共同作用下運(yùn)動(dòng),軌跡如圖中虛線所示,那么()A.若微粒帶正電荷,則A板肯定帶正電荷B.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),電勢能肯定增加C.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),動(dòng)能肯定增加D.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),機(jī)械能肯定增加【解析】選C。微粒在電場力和重力的合力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng),合力向下,電場力可能向上而小于重力,也可能向下,故無法推斷A板的帶電狀況,A錯(cuò)誤;電場力可能向上,也可能向下,故微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢能可能增加,也可能減小,B錯(cuò)誤;微粒在電場力和重力的合力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng),電場力和重力的合力向下,故從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能增加,C正確;電場力可能向上,也可能向下,故微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過程,電場力可能做正功,也可能做負(fù)功,故機(jī)械能可能增加,也可能削減,D錯(cuò)誤;故選C。2.如圖所示,示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,假如在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的 ()①極板X應(yīng)帶正電 ②極板X′應(yīng)帶正電③極板Y應(yīng)帶正電 ④極板Y′應(yīng)帶正電A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【解析】選A。熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,說明極板Y帶正電,極板X帶正電,故A選項(xiàng)正確。3.如圖甲為一對(duì)長度為L的水平平行金屬板,在兩板之間加上圖乙所示的電壓。現(xiàn)沿兩板的中軸線從左端向右端連綿不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(重力不計(jì)),且全部粒子均能從平行金屬板的右端飛出,若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T,則粒子最大偏轉(zhuǎn)位移與最小偏轉(zhuǎn)位移的大小之比是()A.1∶1 B.2∶1C.3∶1 D.4∶1【解析】選C。粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T,在t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子偏轉(zhuǎn)位移最大,在前半個(gè)周期加速運(yùn)動(dòng),后半個(gè)周期勻速運(yùn)動(dòng),位移ymax=a·()2+a·=aT2,在t=時(shí)刻進(jìn)入的粒子偏轉(zhuǎn)位移最小,在前半個(gè)周期豎直分速度為零,后半個(gè)周期做勻加速運(yùn)動(dòng),ymin=a·()2=aT2,ymax∶ymin=3∶1,故C選項(xiàng)正確。4.如圖所示,平行板電容器上極板帶正電,從上極板的端點(diǎn)A釋放一個(gè)帶電荷量為+Q(Q>0)的粒子,粒子重力不計(jì),以水平初速度v0向右射出,當(dāng)它的水平速度與豎直速度的大小之比為1∶2時(shí),恰好從下極板的端點(diǎn)B射出,則d與L之比為()A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.1∶3【解析】選A。設(shè)粒子從A到B的時(shí)間為t,粒子在B點(diǎn)時(shí),豎直方向的分速度為vy,由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得L=v0t,d=t,又v0∶vy=1∶2,可得d∶L=1∶1,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。5.如圖所示,平行金屬板內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,一帶電粒子以平行于金屬板的初速度v0從板間某點(diǎn)射入電場,不計(jì)粒子受的重力,當(dāng)入射動(dòng)能為Ek時(shí),此帶電粒子從電場中射出的動(dòng)能恰好為2Ek。假如入射速度方向不變,初動(dòng)能變?yōu)?Ek,那么帶電粒子射出的動(dòng)能為 ()A.Ek B.EkC.Ek D.3Ek【解析】選C。帶電粒子在平行板電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)入射動(dòng)能為Ek時(shí),水平方向L=v0t,豎直方向d1=t2,聯(lián)立解得d1=()2=,依據(jù)動(dòng)能定理得qEd1=2Ek-Ek=Ek;當(dāng)入射動(dòng)能為2Ek時(shí),同理得d2==,依據(jù)動(dòng)能定理得qEd2=Ek′-2Ek;聯(lián)立上式解得Ek′=2Ek+qE=Ek,故C選項(xiàng)正確,A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,一質(zhì)量為m、電量大小為q的帶電油滴,從水平向右的勻強(qiáng)電場中的O點(diǎn)以速度v沿與場強(qiáng)方向成37°角射入電場中,油滴運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度大小也是v,已知重力加速度為g,下列說法正確的是 ()A.最高點(diǎn)可能在O點(diǎn)的正上方B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度可能為E=C.O點(diǎn)與最高點(diǎn)之間的電勢差可能為零D.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度可能為E=【解析】選D。油滴運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度大小也是v,則運(yùn)動(dòng)過程中,受到豎直向下的重力和水平方向的電場力。在最高點(diǎn)時(shí),豎直方向上速度為零,水平方向上速度大小為v,則最高點(diǎn)在O點(diǎn)的左上方或右上方,O點(diǎn)與最高點(diǎn)之間的電勢差不為零,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;油滴帶正電時(shí),豎直方向上,vsin37°=gt,水平方向上,v=vcos37°+at,聯(lián)立解得勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=,油滴帶負(fù)電時(shí),水平方向上,-v=vcos37°-at,聯(lián)立解得勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=,B選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確。2.(多選)如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,一根不行伸長的絕緣細(xì)繩的一端系著一個(gè)帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)為a,最低點(diǎn)為b。不計(jì)空氣阻力,則不正確的是()A.小球帶負(fù)電B.電場力跟重力平衡C.小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,電勢能減小D.小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒【解析】選A、C。小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),受到重力、電場力和細(xì)