2024-2025學年高中物理第一章靜電場第9節(jié)帶電粒子在電場中的運動課時訓練含解析新人教版選修3-1

PAGE4-第9節(jié)帶電粒子在電場中的運動基礎(chǔ)訓練帶電粒子在電場中的直線運動1.如圖所示,帶正電的粒子以初速度v沿電場方向進入勻強電場區(qū)域,不計重力,粒子在電場中的運動(A)A.方向不變,速度增大B.方向不變,速度減小C.方向向上,速度不變D.方向向下,速度不變解析:粒子在電場中的受力方向與初速度方向相同,做勻加速直線運動,故選項A正確。2.如圖所示,在勻強電場E中,一帶電荷量為-q的粒子初速度v0恰與電場線方向相同,則帶電粒子-q在起先運動后,將(C)A.沿電場線方向做勻加速運動B.沿電場線方向做變加速運動C.沿電場線方向做勻減速運動D.偏離電場線方向做曲線運動解析:帶負電的粒子在電場中受到的靜電力的方向與電場線的方向相反,帶電粒子的初速度v0恰與電場線方向相同,所以該帶電粒子受力的方向與運動的方向相反,帶電粒子沿電場線的方向做勻減速直線運動,故選項C正確。3.如圖所示,一帶電小球用細線懸掛在水平方向的勻強電場中,當小球靜止后把懸線燒斷,則小球在電場中將做(C)A.自由落體運動B.曲線運動C.沿著懸線的延長線做勻加速運動D.變加速直線運動解析:懸線燒斷后,小球在電場中仍受到靜電力和重力,合力為恒力,小球?qū)⒆鲅睾狭Ψ较虻膭蚣铀僦本€運動,選項A,B,D錯誤,C正確。4.如圖所示,勻強電場的場強方向與豎直方向成α角,一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球,用絕緣細線固定在豎直墻上,小球恰好靜止在水平位置.求:(1)小球所帶電荷的電性及場強的大小;(2)若將細線突然剪斷,小球在靜電力和重力作用下做何種性質(zhì)的運動?加速度為多大?解析:(1)由小球恰好靜止在水平位置,知小球帶負電,受力分析如圖,依據(jù)平衡條件得mg=Eqcosα得E=mgq(2)將細線突然剪斷,小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運動依據(jù)牛頓其次定律得a=F合m=mgtan答案:(1)負電mgqcos帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運動5.如圖所示,正電子以肯定的初速度垂直于電場方向入射到勻強電場中,不計重力,正電子做(D)A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.向下偏轉(zhuǎn)的曲線運動D.向上偏轉(zhuǎn)的曲線運動解析:由題圖可知,勻強電場的方向豎直向上,故正電子的受力方向向上,做向上偏轉(zhuǎn)的曲線運動,故選D。6.如圖所示,一價氫離子和二價氦離子的混合體經(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(B)A.同時到達屏上同一點 B.先后到達屏上同一點C.同時到達屏上不同點 D.先后到達屏上不同點解析:一價氫離子和二價氦離子的比荷不同,經(jīng)過加速電場的末速度不同,因此在加速電場及偏轉(zhuǎn)電場的時間均不同,但在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)距離相同,所以會先后打在屏上同一點,選項B正確。7.如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負極板邊緣垂直電場方向射入勻強電場,且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子的入射速度變?yōu)樵瓉淼?倍,而電子仍從原來位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?C)A.2倍 B.4倍 C.12 D.解析:第一次d=12·Uqmd(Lv0)2,其次次d'=12·Uqmd'·綜合應(yīng)用8.為探討靜電除塵,有人設(shè)計了一個盒狀容器,如圖所示,容器側(cè)面是絕緣的透亮有機玻璃,上下底面是金屬板。當金屬板連接到高壓電源正負兩極時,在兩金屬板間產(chǎn)生勻強電場。現(xiàn)把肯定量勻稱分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),顆粒帶負電,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽視煙塵顆粒所受重力。下列說法正確的是(C)A.煙塵顆粒向下運動B.兩金屬板間電場方向向上C.煙塵顆粒在運動過程中電勢能削減D.煙塵顆粒所帶電荷量可能是電子電荷量的1.5倍解析:由圖可知,極板上端為正極,下端為負極,所以兩金屬板間電場方向向下,則帶負電的顆粒受靜電力向上,故帶電顆粒將向上運動,選項A,B錯誤;煙塵顆粒在運動過程中靜電力做正功,電勢能削減,選項C正確;帶電體的帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍,所以煙塵顆粒所帶電荷量不行能是電子電荷量的1.5倍,選項D錯誤。9.如圖所示,從炙熱的金屬絲放射的電子(速度可視為零),經(jīng)加速電場加速后從兩極板中間垂直射入偏轉(zhuǎn)電場。電子的重力不計。在滿意電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下,下述四種狀況中,肯定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是(C)A.僅將偏轉(zhuǎn)電場極性對調(diào)B.僅增大偏轉(zhuǎn)電極板間的距離C.僅增大偏轉(zhuǎn)電極板間的電壓D.僅減小偏轉(zhuǎn)電極板間的電壓解析:變更偏轉(zhuǎn)電場的極性,只能變更電子受力方向,但電子的偏轉(zhuǎn)角大小不變,選項A錯誤;依據(jù)E=Ud可知,當兩極板間距離d增大時,E減小,所以電子受到的靜電力減小,其偏轉(zhuǎn)角也減小,選項B錯誤;電子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動,則L=v0t,eUd=ma及tanθ=atv0可得tan實力提升10.(2024·浙江溫州十五校聯(lián)合體期末)如圖,ACB是一條足夠長的絕緣水平軌道,軌道CB處在方向水平向右、大小E=1.0×106N/C的勻強電場中,一質(zhì)量m=0.25kg、電荷量q=-2.0×10-6C的可視為質(zhì)點的小物體,在距離C點L0=6.5m的A點處,以初速度v0=14m/s起先向右運動.已知小物體與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,取g=10m/s2,求:(1)小物體到達C點時的速度大小;(2)小物體在電場中運動離C點的最遠距離;(3)小物體在電場中運動的時間.解析:(1)依據(jù)牛頓其次定律,小物體的加速度大小a=μg=4m/s2小物體到達C點的速度大小v2=v02-2aL(2)依據(jù)牛頓其次定律,小物體向右減速的加速度a1=qE+μmg小物體向右運動的時間t2=va小物體向右運動的位移x1=v2t1(3)由于qE>μmg,所以小物體先減速