（新教材）2020版物理人教版必修第三冊課后練習：帶電粒子在電場中的運動含解析.docx

教學資料范本（新教材）2020版物理人教版必修第三冊課后練習：帶電粒子在電場中的運動含解析編 輯：_時 間：_.帶電粒子在電場中的運動課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)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,如圖所示。如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的() A.極板X應(yīng)帶正電B.極板X應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電D.極板Y應(yīng)帶正電解析由熒光屏上亮斑的位置可知,電子在XX偏轉(zhuǎn)電場中向X極板方向偏轉(zhuǎn),故極板X帶正電,選項A正確,選項B錯誤;電子在YY偏轉(zhuǎn)電場中向Y極板方向偏轉(zhuǎn),故極板Y帶正電,選項C正確,選項D錯誤。答案AC2.如圖所示,質(zhì)子H)和粒子He)以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計重力),則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為() A.11B.12C.21D.14解析由y=和Ek0=得y=,y與q成正比,選項B正確。答案B3.帶電粒子經(jīng)加速電場由靜止加速后垂直進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場,要使它離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角增大,可采用的方法有()A.增加帶電粒子的電荷量B.增加帶電粒子的質(zhì)量C.增大加速電壓D.增大偏轉(zhuǎn)電壓解析同一加速電場、同一偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)角的正切為tan =,U2為偏轉(zhuǎn)電壓,U1為加速電壓,l為偏轉(zhuǎn)電場在粒子入射方向的長度,d為偏轉(zhuǎn)電場在垂直粒子入射方向的寬度,選項D正確。答案D4.如圖所示,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強電場,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(shè)粒子兩次射入電場的水平速率相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()A.U1U2=18B.U1U2=14C.U1U2=12D.U1U2=11解析設(shè)偏轉(zhuǎn)電極板長為l,板間距離為d,當偏轉(zhuǎn)電壓為U1時,當偏轉(zhuǎn)電壓為U2時,d=2,解得U1U2=18。答案A5.(多選)如圖所示,平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,則在此過程中,該粒子()A.所受重力與靜電力平衡B.電勢能逐漸增加C.動能逐漸增加D.做勻變速直線運動解析粒子做直線運動,其重力和靜電力的合力應(yīng)與速度共線,如圖所示。重力與靜電力不共線,不可能平衡,選項A錯誤;粒子運動過程中靜電力做負功,因而電勢能增加,選項B正確;合力做負功,動能減小,選項C錯誤;電容器的極板與直流電源相連,即其電壓、板間的電場強度不變,則靜電力不變,合力恒定,因而粒子做勻變速直線運動,選項D正確。答案BD6.如圖所示,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q0)的粒子;在負極板附近有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在靜電力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則Mm為() A.32B.21C.52D.31解析粒子僅在靜電力的作用下做初速度為零的勻加速直線運動,正負粒子加速度分別為a1=,a2=,設(shè)兩粒子經(jīng)過同一平面的時間為t,則正粒子的位移a1t2= t2,負粒子的位移a2t2=t2。得Mm=32,選項A正確。答案A能力提升1.如圖所示,靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出,又垂直進入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離。現(xiàn)使U1變?yōu)樵瓉淼?倍,要想使電子射出電場的位置不發(fā)生變化,應(yīng)該()A.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍B.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍C.使U2變?yōu)樵瓉淼谋禗.使U2變?yōu)樵瓉淼谋督馕鲭娮蛹铀儆衠U1=,電子偏轉(zhuǎn)有y=2,聯(lián)立解得y=,選項A正確。答案A2.如圖所示,有一電子(電荷量為e)經(jīng)電壓U0加速后,進入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間。若電子從兩板正中間垂直電場方向射入,且正好能穿過電場,求:(1)金屬板AB的長度。(2)電子穿出電場時的動能。解析(1)設(shè)電子飛離加速電場時速度為v0,由動能定理得eU0=設(shè)金屬板AB的長度為l,電子偏轉(zhuǎn)時間t=電子在偏轉(zhuǎn)電場中產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)加速度a=電子在電場中偏轉(zhuǎn)y=d=at2由得l=d。(2)設(shè)電子穿過電場時的動能為Ek,根據(jù)動能定理得Ek=eU0+e=e。答案(1)d(2)e3.右圖為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點。已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力。(1)求電子穿過A板時速度的大小。(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏移量。(3)若要電子打在熒光屏上P點的上方,可采取哪些措施?解析(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,由動能定理有eU1=解得v0=。(2)電子沿極板方向做勻速直線運動,沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強度