1.9带电粒子在电场中的运动第二课时每课一练(人教版选修3-1)
高中物理选修3-1课时作业6：1.9 习题课：带电粒子在电场中的运动
题组一 带电粒子在电场中的直线运动1.图1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 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是( )图1A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v D ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2[答案] AC2.如图2所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板，如果要使这个带电粒子到达M 、N 板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )图2A ．使初速度减为原来的12B ．使M 、N 间电压加倍C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的12[答案] BD[解析] 由qE ·l ＝12m v 20，当v 0变为22v 0时l 变为l 2； 因为qE ＝q Ud，所以qE ·l ＝q U d ·l ＝12m v 20，通过分析知B 、D 选项正确．3.如图3所示，从F 处释放一个无初速度的电子(不计重力)向B 板方向运动，下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为U )( )图3A．电子到达B板时的动能是UeB．电子从B板到达C板动能变化量为零C．电子到达D板时动能是3UeD．电子在A板和D板之间做往复运动[答案] C[解析]电子在AB之间做匀加速运动，且eU＝ΔE k，选项A正确；在BC之间做匀速运动，选项B正确；在CD之间做匀减速运动，到达D板时，速度减为零，选项C错误，选项D 正确．4.如图4所示，两金属板(平行)分别加上如图中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的电压图象应是(设两板距离足够大)()图4[答案] BC[解析] 由A 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从12T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零；然后重复一直向一个方向运动不往返．由B 图象可知，电子先做匀加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T 内做匀减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向匀加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零，回到出发点，然后重复往返运动．由C 图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T内做加速度增大的减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向做加速度减小的加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做加速度增大的减速运动，T 时速度减为零，回到出发点，然后重复往返运动．由D 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从12T 到T 内做匀速运动，然后重复加速运动和匀速运动一直向一个方向运动．故选B 、C. 题组二 带电粒子在电场中的类平抛运动5．带电荷量为q 的α粒子，以初动能E k 从两平行金属板的正中央沿垂直于电场线的方向进入到两板间存在的匀强电场中，恰从带负电金属板边缘飞出来，且飞出时动能变为2E k ，则金属板间的电压为( ) A.E k q B.2E k q C.E k 2q D.4E kq [答案] B[解析] 据动能定理知，q U 2＝E k2－E k1＝2E k －E k ＝E k ，得U ＝2E kq ，选项B 正确．6.如图5所示，氕、氘、氚的原子核以初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )图5A ．经过加速电场的过程中，电场力对氚核做的功最多B ．经过偏转电场的过程中，电场力对三种核做的功一样多C ．三种原子核打在屏上的速度一样大D ．三种原子核都打在屏上同一位置处 [答案] BD[解析] 同一加速电场、同一偏转电场，三种原子核带电荷量相同，故在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A 错，B 对；由于质量不同，所以三种原子核打在屏上的速度不同，C 错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y ＝l 2U 24dU 1，tan θ＝lU 22dU 1知，与带电粒子无关，D 对．7.如图6所示，质量相同的两个带电粒子P 、Q 以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中央射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( )图6A ．它们运动的时间t Q ＞t PB ．它们运动的加速度a Q ＜a PC ．它们所带的电荷量之比q P ∶q Q ＝1∶2D ．它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝1∶2 [答案] C[解析] 设两板距离为h ，P 、Q 两粒子的初速度为v 0，加速度分别为a P 和a Q ，粒子P 到上极板的距离是h 2，它们做类平抛运动的水平距离均为l .则对P ，由l ＝v 0t P ，h 2＝12a P t 2P ，得到a P＝h v 20l 2；同理对Q ，l ＝v 0t Q ，h ＝12a Q t 2Q ，得到a Q ＝2h v 20l 2.由此可见t P ＝t Q ，a Q ＝2a P ，而a P ＝q P E m ，a Q ＝q Q Em，所以q P ∶q Q ＝1∶2.由动能定理得，它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝ma P h2∶ma Q h ＝1∶4.综上所述，C 项正确．8．如图7所示，三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可判断( )图7A．在B飞离电场的同时，A刚好打在负极板上B．B和C同时飞离电场C．进入电场时，C的速度最大，A的速度最小D．动能的增加值C最小，A和B一样大[答案]ACD[解析]由题意知，三个α粒子在电场中的加速度相同，A和B有相同的偏转位移y，由公式y＝12得，A和B在电场中运动时间相同，由公式v0＝x t得v B>v A，同理，v C>v B，故三个2at粒子进入电场时的初速度大小关系为v C>v B>v A，故A、C正确，B错误；由题图知，三个粒子的偏转位移大小关系为y A＝y B>y C，由动能定理可知，三个粒子的动能增加值C最小，A 和B一样大，D正确．9．如图8所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab 长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()图8A.s 2 2qEmh B.s 2 qE mh C.s 42qEmhD.s 4qE mh[答案] B[解析] 根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd 的中心，则在水平方向有12s ＝v 0t ，在竖直方向有12h ＝12·qE m ·t 2，解得v 0＝s2qEmh.故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误． 题组三 综合应用10.两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图9所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M 射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N 射出，由此可知(不计粒子重力)( )图9A ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等 [答案] BC[解析] 由题图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE ＝m v 2r 得r ＝m v 2qE ，r 、E 为定值，若q 相等则12m v 2一定相等；若qm 相等，则速率v 一定相等，故B 、C 正确．11.如图10所示，ABCDF 为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平向右的匀强电场中，AB 与电场线平行，BCDF 是与AB 相切、半径为R 的圆形轨道．今有质量为m 、带电荷量为＋q 的小球在电场力作用下从A 点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点D 时对轨道的压力恰好为零，则A 点与圆形轨道的最低点B 间的电势差为多大？图10[答案]5mgR2q[解析] 小球从A 到D 的过程中有两个力做功，即重力和电场力做功，由动能定理得12m v 2＝qU AD －mg ·2R小球在D 点时重力提供向心力，由牛顿第二定律得 mg ＝m v 2R联立解得U AD＝5mgR2q所以U AB＝U AD＝5mgR2q.12.如图11所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两极板间，距下极板0.8 cm，两极板间的电势差为300 V．如果两极板间电势差减小到60 V，则带电小球运动到极板上需多长时间？图11[答案] 4.5×10－2 s[解析]取带电小球为研究对象，设它带的电荷量为q、质量为m，则带电小球受重力mg 和电场力qE的作用．当U1＝300 V时，小球受力平衡：mg＝q U1d①当U2＝60 V时，带电小球向下极板做匀加速直线运动：由F＝ma知：mg－q U2d＝ma②又h＝12at2③由①②③得：t＝2U1h(U1－U2)g＝2×300×0.8×10－2(300－60)×10s≈4.5×10－2 s.。
物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》课件2(新人教版选修3-1)
如图是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直 偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组 成，电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点， 若亮点很快移动，由于视觉暂留原因，能在荧光 屏上看到一条亮线。
课堂小结：
从动力学和运动学角度分析 一、利用电场使带电粒子加速 从做功和能量的角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转
偏移量与YY׳偏 转电极的电压U2 成正比
x K xU x
Uy
y K yU y
若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心
O
t
电子在极板间运动的时间极短，可认为此瞬间极板间电压不变
x KxU x
Ux
y K yU y
若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心
粒子在与电场垂直的方向上做
类似平抛运动的分析方法
匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动
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何处了.其中壹人立即道："正好咱们带了天音石,立即联系大长老,请他出山!""恩!"他们并不知道,此时就在他们の头顶,根汉飘浮在他们の头顶."啊.""啊."只听见两声惨叫,周围の人还不知道怎么壹回事,抬头再の时候,什么也没有发现."嗯,刚刚好像是两位黑袍人?""不知道是哪里の修士, 难道是自爆了?""不像呀,可能是遁走了.""那为‘毛’要惨叫呢.""可能传送错了地方了,进了茅坑了吧."周围也有些人,注意到了刚刚の两位黑袍人,只听他们两声惨叫之后,便消失了也不知道发生了什么事情了.壹切好像从来没有发生过,只是两个人在这里闪了壹下,然后就消失了,有一些人 往这边,但是没发现人之后,也没有再追究了.只有两个执法长老才知道,自己遭遇了壹千多年来,最黑暗の壹天.他们不知道怎么回事,再睁开眼时,已经被人给扒光了,不仅如此,自己乾坤世界里の东西也被洗劫壹空了,壹身の涛天法力也被定住了.（正文贰捌肆捌惨叫の执法长老）贰捌肆玖生 命水晶球贰捌肆玖壹切好像从来没有发生过,只是两个人在这里闪了壹下,然后就消失了,有一些人往这边,但是没发现人之后,也没有再追究了.新&#贰760肆;奇中文.xin&#玖捌;iqi..只有两个执法长老才知道,自己遭遇了壹千多年来,最黑暗の壹天.他们不知道怎么回事,再睁开眼时,已经被 人给扒光了,不仅如此,自己乾坤世界里の东西也被洗劫壹空了,壹身の涛天法力也被定住了."是他!""壹定是他!"两人出现在壹个黑暗空间之中,感觉恐怖至极,不多壹会尔后,远处有壹片黑色の魔云卷了过来."不好快逃!""救命.".可惜了,他们の修为还是太低了.这两人の修为,还远不如之前 两年,被根汉灭杀の那个执法长老,只有高阶圣境初期几重の水平.所以他们被根汉轻易の丢进了血炉之中,血炉那里面の空间是多么の渗人,里面有大量の阴魂,而且经过了优胜劣汰,不断の争夺生存空间,如今血炉之中,就只剩下了那么一些强大无比の阴魂了.这两人还不是那一些阴魂の对手, 在这里只能沦为阴魂の美餐了.不久后,根汉出现在了壹家大酒楼里.酒楼中修行者就有几百人之多,在这里用餐,聊天,扯屁,个个都是壹把好手,而且嗓门是壹个比壹个大.不过也有像根汉这么低调の人,坐在角落里静静の喝自己の酒,听着这些人在这里胡扯,他则是用天眼扫视这些人の元灵, 不能得到什么有价值の东西.坐在他面前の,还有单雄,单雄也被根汉给放了出来."大哥,这回可把咱憋坏了呀,你这段时间去哪尔了呀."单雄这段时间,壹直呆在根汉の乾坤世界里面修行,所以也不知道外面发生了什么.根汉说没发生什么,只是自己到处走了走,得知他们现在是在第八十六冥天 府弟之内,单雄告诉根汉说："这第八十六冥天,是出了名の混乱之地,在这里什么都有可能发生,虽然外面都约束不能屠戳平民,但是咱听说这壹带还是时有这种事情发生,所以这里の执法队伍也比较多.""咱们呆在这里,要不要还是套点面具之类の呢."单雄担心会被执法の人认出来.根汉则是 说,自己刚刚才灭了两个执法长老,这可把单雄给惊坏了,他也不是太担心根汉,而是心想这么爽の事情,怎么自己当时还在修行呢,这可是很刺.激の事情呀.根汉笑道："带什么面具呢,最好是遇到更多の执法长老,不是能得到更多の宝物吗.""嘿嘿,大哥说の有道理,那两个家伙の乾坤世界呢大 哥你没丢吧?"单雄兴奋の搓着手.根汉点了点头,然后拿出了四五个储物戒子,丢给了单雄.单雄兴奋の接过了这一些储物戒子,心想这还真是多呀,装满了四五个储物戒子吗?跟着根汉就是爽呀,壹想到当初自己还想办法要逃生,现在想想当时没能逃走,真是壹件大幸事呀,这每隔壹段子时间,就 能横扫别人の乾坤世界,这种感觉太爽了.最关键の是,被根汉灭了の,最差也是圣境,任何壹个圣者,也有不少の宝贝呀.自己最喜欢做这样の宝物分捡工呀,巴不得壹辈子就做这样の苦力了."慢慢分,不着急,里面东西是不少,但是估计什么逆天の宝贝可能没有,比之前那两人要差远了."根汉沉 声道,"不过有件事情,可能咱们被人知道了.""被人知道了?"单雄壹惊："大哥你是说,玄天の人,知道那两位执法长老の死,是咱们干の了?""恩."根汉说："应该是那个绝强者执法长老の元灵,并不是真正の自爆,而是以壹种什么方式给逃回去了.""所以之前那家伙,只是壹眼,就认出了咱了,不 过要不是他们认出了咱,咱也不会杀了他们."根汉说完,右手掌心出现了壹块淡蓝色の晶莹石头,这块石头应该之前那两人所说の天音石,他们想用这石头联系衍无玄天の大长老,所以被根汉雷霆手段给丢进了血炉世界中."恩,这完全有可能."单雄突然想到了："大哥,之前咱和那化忌他们起了 冲突,他们又怀疑咱杀了化苦,为什么到现在他们也没有捏碎咱の水晶球呢?"他身为执事长老,是第九十九冥天の执事长老,在九十九冥天府弟の祠堂内,早就有他の生命水晶球.只需要捏爆那个,他の元灵便会爆掉,会神形俱灭.可是现在已经时隔有两年多了,为何现在还安然无事呢,现在单雄 也觉得很奇怪.各大玄天都是这样子控制下面の人の,大玄天控制着各个冥天の长老,以及执事长老の小命.只要有什么问题の话,就可以通过这样の方式,来结束他们の生命,这也是许多强大の散修,并不想加入各玄天の原因,因为那样自己の生命就掌控在别人の手里了,没有安全感了."也许那 水晶球也没有你们说の这么神."根汉问道："那生命水晶球是壹种什么东西?你们之前当执事长老の时候,被人下了诅咒或者是封印吗?"水晶球和人の命有这么紧密の联系,显然不太科学,也不符合常理,除非是被人抽了壹丝本魂走,封印在那水晶球之中,这样子若是有问题の话,可以打爆水晶 球结束对方生命."咱也不知道呀."单雄说："当时咱去当执事长老の时候,只是呆在壹个空房间里面,然后睡了壹天,出来の时候就告诉咱说,咱已经是执事长老了.""也许只是唬你们の罢了,别太当回事."根汉说："若是你の水晶球真在第九十九冥天府弟の话,咱们得找个时间回去,如果有の话 就把它给找出来,不能将水晶球の封印给解了,或者是你自己保管你の这颗水晶球.""可是从这里到第九十九冥天府弟还比较远呀,大哥你哪有空呀."嘴上是这么说,可是心里单雄还想根汉带自己回去の.若是不回去の话,始终感觉有个定时炸弹,悬在自己头顶,确实是如梗在喉很难受."不要 紧."根汉说："反正闲着也是闲着,再回去就当是玩了,用不了多久就能回去の.""那这样呀."单雄还故意娇情了壹下："那咱们就回去吧.""恩,也就壹两年の时间就到了,这段时间咱也要时不时の闭关壹下子,就权当是闭关了."根汉点了点头.若真是那样の话,肯定要给单雄解决壹下这个问题 の,自己这回要闭关比较长の时间.只不过也不能闭死关,还没有到闭死关の时候,他要再去找壹点至阴之物之后,便要开始准备闭死关了.（正文贰捌肆玖生命水晶球）贰捌50来这里睡女人の贰捌50"恩,也就壹两年の时间就到了,这段时间咱也要时不时の闭关壹下子,就权当是闭关了.敬请记 住咱们の网址:匕匕奇小說xinЫ qi.&#玖玖;.."根汉点了点头.若真是那样の话,肯定要给单雄解决壹下这个问题の,自己这回要闭关比较长の时间.只不过也不能闭死关,还没有到闭死关の时候,他要再去找壹点至阴之物之后,便要开始准备闭死关了."恩,到时候就咱和小强壹起赶路吧,反正大 哥你就休息就行了."单雄问道,"要不要将安春她们给叫出来呀?咱们两人挺无聊の呀.""呵呵,你是觉得有美人相伴,更有趣吧?"根汉笑着问他.单雄连忙说："大哥你可别误会哈,嫂子们の主意,咱可没乱打哈.""你自己想多了."根汉笑道："她们也不是咱女人,你要是想去追,就去追就行了,反 正在咱乾坤世界里面,而且也经常在壹起,机会多の是."虽说安氏四姐妹,跟着他两年了快,但是还是没有产生什么感情,反倒是将她们四个给当成了妹妹壹样就在这时,根汉突然感觉身后有壹股凉意,他立即扬手挥了壹掌壹道神光劈了过去."怎么了大哥?"单雄也被根汉搞の有些紧张了,以为有 人盯上他们了.根汉皱了皱眉,天眼壹直睁开着,注意身后の变化,结果还是没有发现什么,但是刚刚他明显の注意到有壹抹凌厉の杀机,虽然是壹闪而过但是绝对不会错."两年,壹直有个人暗中跟着咱."根汉心中暗忖,不过却还是对单雄说："没什么,可能是咱感应错了,有蚊虫什么の.""哦."单 雄心里嘀咕,这是啥蚊虫呀,刚刚那壹击,要是自己挨到了の话,可能会神形俱灭呢,确实是很恐怖.不过虽然是这么说,根汉还是继续吃他の东西,这个感觉自从两年前の时候就开始有了,那时候刚刚带着安氏四姐妹离开.当时他还隐隐只是壹种感觉,可是刚刚这壹下子,突然就给他惊醒了,确实 是有人这两年壹直在跟着他.暗处,绝美の妇人安然正在某处虚无の空间中,面の根汉和单雄二人.她心中暗忖道,好小子这都险些被发现了,千里所说不错,这小子の天赋确实是极为恐怖."连青龙の主魂都被他给吸收了,他这是要壹路融合阴阳,然后问鼎至尊吗?""那个小女孩当真是壹个奇迹, 难道是太古时代の仙人?"安然这两年壹直暗中跟着根汉,其实是想这小子和自己の四个女尔能不能走到壹起去.所以她也知道根汉去了太阳墓,而且亲眼所见,他是如何吸收青龙主魂の,还有那个小紫倩,那个神秘の小女孩,当真是壹个仙迹.为何知道那么多关于青龙の事情,而且还说和青龙打 过交道,显然那就是太古时代の至尊人物了.太古时代の至尊,竟然活到了现在,还壹路跟着根汉,显然和他关系十分亲近.难道这个根汉,也会是太古时代の人不成?刚刚听说这小子,还说让单雄可以去追自己四个女尔,她不由得有些震怒,壹缕杀机没控制住,所以险些让他给发现了.楚如此淡定 の在那里喝酒聊天,但是安然却知道自己已经被察觉了,他这是隐而不发,或许也根本不在意自己の跟踪.因为根汉吸收了青龙の壹道主魂,需要比较长の时间来融合,所以这才决定和单雄壹路返回第九十九冥天府弟.一些执法长老成了他掌下の亡魂,现在衍无玄天肯定也在到处找自己,那个假 装自爆元灵の绝强者执法长老,壹定将自己の画相,在衍无玄天の执法修士当中人手发了壹份.不过他也不搞什么易容,或者是变脸,直接就以原装行动.单雄和根汉壹路往第九十九冥天府弟の方向飞去,两者相隔着有两个冥天府区,如果论直线距离の话,至少也得有近壹亿里.好在根汉强大无比, 以他の瞬移の速度,倒也不至于十年八年の才能赶到.如果不停の瞬移の话,估计也就两三个月就到了,但是路上走走停停壹直花了两年の时间才赶到第九十九冥天府弟.这壹天深夜,第九十九冥天府弟の外面,早早の便有一些黑袍人守卫.他们似乎正在查什么通缉修士,在城墙上贴了好几张画 相,而且还是那种动态の,相当于地球上の那种视频壹样の东西,可以让你清楚.原来是最近这壹带,出现了壹个名叫韩路雪の女修士,专门吞食男修士の脑髓,而且还有不少玄天の人遭了她の毒手.所以现在整个衍无玄天,都在通缉这个人,显然这女人闹出の事情,比根汉还要大得多,要不然根汉 到现在也没张通缉令贴出来.进入冥天府弟の人,都要经过严格の盘查,即使是男人也要被用壹种镜子照脸.现在是深夜了,但是等候在外面排队进城の人,还是有数百人之多,排成了长长の队伍,根汉和单雄也飘落下来,在人群中等候.根汉传音问单雄："那镜子是什么东西?""又叫照容镜,可以 抹去人脸上の妆容,现出本来の面目,即使是兽修,也会现出本来面目."单雄传音根汉介绍道,"大哥你
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的运动 8 新人教版选修3-1
• A．微粒在0～1s内的加速度与1～2s内的加 速度相同
• B．微粒将沿着一条直线运动 • C．微粒做往复运动 • D．微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相
同
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的 运动 8 新人教版选修3-1
• 解析：根据题意作出带电粒子在交变电场 中的运动的v－t图象，如图所示．由图可知 在0～1s内与1～2s内的加速度大小相等方向 相反，故A错．微粒速度方向一直为正，始 终沿一直线运动，B对，C错．阴影部分面 积为对应的第1s、第3s和第5s内的位移，故 D对．所以答案为BD.
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的 运动 8 新人教版选修3-1
• 1．真空中有一对平行板，A板接电源的正 极，B板接电源的负极，两板间形成匀强电 场，在两板间若要加速一个电子，获B得板最 大的速度，该电子应从哪个极板释 放？ ．若板间电势差为U，电子质量为m、 电荷量为q，加速后的最大速度为
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的 运动 8 新人教版选修3-1
• 解析：在加速电压一定时，偏转电压U′越大， 电子在极板间的偏距就越大．当偏转电压 大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此 时的偏转电压，即为题目要求的最大电 压．
• 加速过程，由动能定理得：
• 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向 上做匀速运动
• l＝v0t
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的 运动 8 新人教版选修3-1
• 方法3 从全过程中能的转化考虑，解答过 程表示为
高二物理 1.9 带电粒子在电场中的 运动 8 新人教版选修3-1
• 点评：三种解法分别从：牛顿运动定律； 功能关系；能量转化守恒定律，展开对问 题的分析解答．这样可使学生认识物理规 律在解决实际问题中的作用．同时，应注 意指导学生在解题时，画出能展示题意的 示意图．
高二物理同步训练：1.9《带电粒子在电场中的运动》(新人教版选修3-1)
高二物理同步训练试题解析一、选择题1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，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 ．匀速圆周运动答案：A2．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1－9－15所示．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )图1－9－15A ．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：选AC.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．3．下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后速度最大的是( )A ．质子1HB ．氘核21HC ．α粒子42HeD ．钠离子Na ＋解析：选A.Uq ＝12mv2得v ＝ 2Uq m，比荷最大的获得的速度最大．4．一个带正电的油滴从图1－9－16所示的匀强电场上方A 点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是图1－9－17中的( )图1－9－16图1－9－17解析：选B.油滴从A 点自由下落以一竖直速度进入电场，进入电场后受重力和电场力两恒力作用．如图，根据物体做曲线运动的条件，运动轨迹将向右弯曲，故选B.5．一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 ．都具有相同的电量C ．具有相同的荷质比D ．都是同一元素的同位素解析：选C.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．tanθ＝v ⊥v0＝UqL dmv20，所以这些离子只要有相同的荷质比，轨迹便相同，故只有C 正确． 6.三个α粒子在同一点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图1－9－18所示的运动轨迹，由此可判断( )图1－9－18A ．在b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上B ．b 和c 同时飞离电场C ．进入电场时，c 的速度最大，a 的速度最小D ．动能的增加值c 最小，a 和b 一样大 答案：ACD7.如图1－9－19所示，一个质量为m 、带电荷量为q 的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v 时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为v2，仍能恰好穿过电场，则必须再使( )图1－9－19A ．粒子的电荷量变为原来的14B ．两板间电压减为原来的12C ．两板间距离增为原来的4倍D ．两板间距离增为原来的2倍解析：选AD.粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L 所用时间与垂直板方向上发生位移d 2所用时间t 相等，设两板电压为U ，则有：恰好穿过电场时d 2＝12·qU md ·(L v )2，得时间t ＝ L v ＝ md2qU .当入射速度变为v2，它沿平行板的方向发生位移L 所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的14或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移d 2所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A 、D 正确． 8.图1－9－20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( )图1－9－20A ．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v2C ．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 2D ．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22v 解析：选D.由动能定理qU ＝12mv2得v ＝ 2qU m ，带电粒子确定，v 与U 成正比，与A 、K 间距离无关，故D 正确．9．一个动能为Ek 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为( )A ．8EkB ．5EkC ．4.25EkD ．4Ek解析：选C.因为偏转距离为y ＝qUL22mdv20，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y 4，所以电场力做功只有W ＝0.25 Ek ，故它飞出电容器时的动能变为4.25 Ek ，故正确答案为C.二、计算题10．一个带正电的粒子，从A 点射入水平方向的匀强电场中，粒子沿直线AB 运动，如图1－9－21所示．已知AB 与电场线夹角θ＝30°，带电粒子的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20 cm.(取g ＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：图1－9－21(1)粒子在电场中运动的性质，要求说明理由．(2)电场强度的大小和方向．(3)要使粒子从A 点运动到B 点，粒子射入电场时的最小速度是多少？解析：(1)粒子只在重力和电场力作用下沿直线AB 运动，重力和电场力的合力必由B 指向A ，与粒子初速度vA 方向相反，所以粒子做匀减速运动．(2)由图可得：mg qE＝tanθ 代入数据解得：E ＝1.7×104N/C，方向水平向左．(3)当粒子到B 时的速度vB ＝0时，粒子进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgLsinθ＋qELcosθ＝mv2A /2代入数据，解得vA ＝2.8 m/s.答案： 见解析11.如图1－9－22所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m 的电子静止在竖直放置的平行金属板的A 点，经电压U0加速后通过B 点进入两板间距为d 、电压为U 的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A 、B 分别为两块竖直板的中点，求：图1－9－22(1)电子通过B 点时的速度大小； (2)右侧平行金属板的长度；(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能．解析：(1)由U0e ＝12mvB2得： vB ＝ 2U0e m(2)由y ＝d 2＝12Ue dm l2vB2可得： l ＝d 2U0U .(3)由动能定理得：U0e ＋U 2e ＝Ek 末 所以电子穿出右侧平行金属板时的动能Ek 末＝2U0＋U e 2. 答案：(1) 2U0e m (2)d 2U0U (3)2U0＋U e 212.如图1－9－23所示，A 、B 为两块平行金属板，A 板带正电、B 板带负电．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d 、电势差为U ，在B 板上开有两个间距为L 的小孔．C 、D 为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B 板的O′处，C 带正电、D 带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B 板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B 板的间隙可忽略不计．现从正对B 板小孔紧靠A 板的O 处由静止释放一个质量为m 、电量为q 的带正电微粒(微粒的重力不计)，问：图1－9－23(1)微粒穿过B 板小孔时的速度多大； (2)为了使微粒能在CD 板间运动而不碰板，CD 板间的电场强度大小应满足什么条件；(3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒第一次通过半圆形金属板间的最低点P 点？ 解析：(1)设微粒穿过B 板小孔时的速度为v ，根据动能定理，有qU ＝12mv2① 解得v ＝ 2qU m(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有 qE ＝m v2R ＝2mv2L② 联立①②，得E ＝4U L(3)微粒从释放开始经t1射入B 板的小孔，则t1＝dv 2＝2d v ＝2d m2qU 设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P 点，则t2＝πL 4v ＝πL 4 m 2qU所以从释放微粒开始，经过t1＋t2＝(2d ＋πL 4) m 2qU 微粒第一次到达P 点．2qU m (2)E＝4UL(3)(2d＋πL4)m2qU答案：(1)。
高二物理同步训练：1.9《带电粒子在电场中的运动》(新人教版选修3-1)
高二物理同步训练试题解析一、选择题1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，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 答案：A 2．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1－9－15所示．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )图1－9－15A ．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：选AC.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．3．下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后速度最大的是( ) A ．质子1H B ．氘核21H C ．α粒子42He D ．钠离子Na ＋ 解析：选A.Uq ＝12mv2得v ＝2Uqm，比荷最大的获得的速度最大．4．一个带正电的油滴从图1－9－16所示的匀强电场上方A 点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是图1－9－17中的( )图1－9－16图1－9－17解析：选B.油滴从A 点自由下落以一竖直速度进入电场，进入电场后受重力和电场力两恒力作用．如图，根据物体做曲线运动的条件，运动轨迹将向右弯曲，故选B.5．一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 ．都具有相同的电量C ．具有相同的荷质比D ．都是同一元素的同位素解析：选C.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．tanθ＝v ⊥v0＝UqL dmv20，所以这些离子只要有相同的荷质比，轨迹便相同，故只有C 正确．6.三个α粒子在同一点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图1－9－18所示的运动轨迹，由此可判断( )图1－9－18A ．在b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上B ．b 和c 同时飞离电场C ．进入电场时，c 的速度最大，a 的速度最小D ．动能的增加值c 最小，a 和b 一样大 答案：ACD7.如图1－9－19所示，一个质量为m 、带电荷量为q 的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v 时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为v2，仍能恰好穿过电场，则必须再使( )图1－9－19A ．粒子的电荷量变为原来的14B ．两板间电压减为原来的12C ．两板间距离增为原来的4倍D ．两板间距离增为原来的2倍解析：选AD.粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L 所用时间与垂直板方向上发生位移d 2所用时间t 相等，设两板电压为U ，则有：恰好穿过电场时d 2＝12·qU md ·(Lv )2，得时间t ＝ Lv＝md2qU .当入射速度变为v2，它沿平行板的方向发生位移L 所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的14或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移d2所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A 、D 正确．8.图1－9－20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( )图1－9－20A ．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v2C ．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v2D ．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22v 解析：选D.由动能定理qU ＝12mv2得v ＝2qUm，带电粒子确定，v 与U 成正比，与A 、K 间距离无关，故D 正确．9．一个动能为Ek 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为( )A ．8EkB ．5EkC ．4.25EkD ．4Ek解析：选C.因为偏转距离为y ＝qUL22mdv20，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y4，所以电场力做功只有W ＝0.25 Ek ，故它飞出电容器时的动能变为4.25 Ek ，故正确答案为C. 二、计算题10．一个带正电的粒子，从A 点射入水平方向的匀强电场中，粒子沿直线AB 运动，如图1－9－21所示．已知AB 与电场线夹角θ＝30°，带电粒子的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20 cm.(取g ＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：图1－9－21(1)粒子在电场中运动的性质，要求说明理由． (2)电场强度的大小和方向．(3)要使粒子从A 点运动到B 点，粒子射入电场时的最小速度是多少？解析：(1)粒子只在重力和电场力作用下沿直线AB 运动，重力和电场力的合力必由B 指向A ，与粒子初速度vA 方向相反，所以粒子做匀减速运动． (2)由图可得：mgqE＝tanθ代入数据解得：E ＝1.7×104N/C ，方向水平向左．(3)当粒子到B 时的速度vB ＝0时，粒子进入电场时的速度最小，由动能定理得， mgLsinθ＋qELcosθ＝mv2A /2 代入数据，解得vA ＝2.8 m/s. 答案： 见解析11.如图1－9－22所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m 的电子静止在竖直放置的平行金属板的A 点，经电压U0加速后通过B 点进入两板间距为d 、电压为U 的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A 、B 分别为两块竖直板的中点，求：图1－9－22(1)电子通过B 点时的速度大小； (2)右侧平行金属板的长度；(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能． 解析：(1)由U0e ＝12mvB2得：vB ＝2U0em(2)由y ＝d 2＝12Ue dm l2vB2可得：l ＝d2U0U. (3)由动能定理得：U0e ＋U2e ＝Ek 末所以电子穿出右侧平行金属板时的动能Ek 末＝＋2.答案：(1)2U0em(2)d 2U0U(3)＋212.如图1－9－23所示，A 、B 为两块平行金属板，A 板带正电、B 板带负电．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d 、电势差为U ，在B 板上开有两个间距为L 的小孔．C 、D 为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B 板的O′处，C 带正电、D 带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B 板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B 板的间隙可忽略不计．现从正对B 板小孔紧靠A 板的O 处由静止释放一个质量为m 、电量为q 的带正电微粒(微粒的重力不计)，问：图1－9－23(1)微粒穿过B 板小孔时的速度多大；(2)为了使微粒能在CD 板间运动而不碰板，CD 板间的电场强度大小应满足什么条件； (3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒第一次通过半圆形金属板间的最低点P 点？ 解析：(1)设微粒穿过B 板小孔时的速度为v ，根据动能定理，有 qU ＝12mv2①解得v ＝2qUm(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有 qE ＝m v2R ＝2mv2L ②联立①②，得E ＝4UL(3)微粒从释放开始经t1射入B 板的小孔，则 t1＝d v 2＝2dv ＝2dm 2qU 设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P 点，则t2＝πL 4v ＝πL 4m 2qU所以从释放微粒开始，经过t1＋t2＝(2d ＋πL4)m2qU 微粒第一次到达P 点． 答案：(1) 2qU m (2)E ＝4U L (3)(2d ＋πL4) m 2qU。
1.9+带电粒子在电场中的运动-高二物理人教版(选修3-1)+Word版含解析
第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中运动时是否考虑重力1．基本粒子：如电子、质子、离子、α粒子等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般忽略不计。
2．带电颗粒：如油滴、液滴、尘埃、带电小球等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般不能忽略。
二、带电粒子在电场中的加速运动带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做运动。
有两种分析方法：用动力学的观点分析，，，。
用功能的观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化，。
三、带电粒子在匀强电场中的偏转1．研究条件：带电粒子电场的方向进入匀强电场。
2．处理方法：类似于平抛运动，应用运动的解题。
（1）沿初速度的方向做。
（2）沿电场力的方向，做。
结论：结论：（1）粒子以一定的速度v0垂直射入偏转电场。
粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的1 2 l处沿直线射出的。
（2）经过相同的加速电场，又经过相同的偏转电场的带电粒子，其运动轨迹重合，与粒子的带电荷量和质量无关。
四、带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管1．构造及功能（如图所示）（1）电子枪：发射并加速电子。
（2）偏转电极Y、Y′：使电子束（加信号电压）；偏转电极X、X′：使电子束水平偏转（加）。
2．工作原理偏转电极X、X′和Y、Y′不加电压，电子打到屏幕的；若只在X、X′之间加电压，只在方向偏转；若只在Y、Y′之间加电压，只在方向偏转；若X、X′加扫描电压，Y、Y′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。
加（减）速qEam=UEd=222v v ad-=221122qU mv mv=-垂直于合成与分解匀速直线运动匀加速直线运动竖直偏转扫描电压中心X Y一、带电粒子在交变电场中的运动1．带电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化（如方波）且不计粒子重力的情形。
在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板间便可获得交变电场。
此类电场从空间看是匀强的，即同一时刻，电场中各个位置的电场强度的大小、方向都相同；从时间看是变化的，即电场强度的大小、方向都随时间变化。
高中物理人教版选修3-1《1.9 带电粒子在电场中的运动》练习题(1)
人教版选修3-1《1.9 带电粒子在电场中的运动》练习题(1)一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）1.如图为某静电场中一区域内的等势线，相邻等势线的电势差相等．某时刻一带电量为+q的粒子经过a点(速度方向如图所示)，此后的一小段时间内粒子做减速运动．不计粒子重力，a、b两点的电场强度大小分别为E a和E b，电势分别为φa和φb，下列关系正确的是()A. E a<E b、φa>φbB. E a<E b、φa<φbC. E a>E b、φa>φbD. E a>E b、φa<φb2.图甲是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成。
管内抽成真空，给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。
若在偏转极板YY′上加如图乙所示的电压，在偏转极板XX′上加如图丙所示的电压，则在示波器荧光屏出现的图象是下图中的()A. B. C. D.3.如图所示，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，如果在荧光屏上P点出现亮斑那么示波管中的()①极板X应带正电②极板X′应带正电③极板Y应带正电④极板Y′应带正电A. ②④B. ①④C. ②③D. ①③4.一束几种不同的正离子，垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转。
接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束如图。
对这些离子，可得出结论()A. 它们的动能一定各不相同B. 它们的电量一定各不相同C. 它们的质量一定各不相同D. 它们的荷质比一定各不相同5.如图所示，相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连接，当开关S闭合时，一个重力可以忽略不计的带电粒子，垂直于电场方向从M板的边缘射入电场，恰好打在N板的中央．如果保持开关S闭合，欲使该粒子刚好能从下级板边缘飞出电场，则N板应向下平移的距离为()B. dC. 2dD. 3dA. d2二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）6.如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，y轴是一条电场线，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则()A. 将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功B. M点的电势比P点的电势高C. M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D. 在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动7.十个小朋友手拉手一字排开静止在水平冰面上，他们的质量均为m、可视为质点的小朋友相邻之间的距离为L(可看成用长为L的水平轻杆相连)。
人教版高中物理 选修3-1 1.9 带电粒子在电场中的运动 同步练习
人教版高中物理选修3-1 1.9 带电粒子在电场中的运动同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题；共29分)1. （2分） (2017高二下·常州会考) 真空中一匀强电场中有一质量为0.01g，电荷量为﹣1×10﹣8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动，取g=10m/s2 ，如果考虑尘埃的重力则（）A . 场强方向水平向左B . 场强方向水平向右C . 场强方向竖直向上D . 场强的方向竖直向下【考点】2. （2分）(2019·浙江选考) 用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg、电荷量为2.0×10-8C的小球，细线的上端固定于O点。
现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成370 ，如图所示。
现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（sin370=0.6）（）A . 该匀强电场的场强为3.75×107N/CB . 平衡时细线的拉力为0.17NC . 经过0.5s，小球的速度大小为6.25m/sD . 小球第一次通过O点正下方时，速度大小为7m/s【考点】3. （2分） (2020高二下·嘉兴期中) 电荷在电场、磁场中受到电力、磁力，以下情景中，所画受力方向正确的是（）A . 同向电流B . 负电何在电场中C . 负电荷在磁场中D . 电流在磁场中【考点】4. （2分） (2019高二上·珠海期末) 如图，氕核、氘核、氚核三种粒子从S点无初速释放。
经电场加速后，又进入电场偏转最后打在屏上。
整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，则（）A . 三种粒子将打到屏上的不同位置B . 偏转电场对三种粒子做功一样多C . 三种粒子打到屏上的动能不同D . 三种粒子运动到屏上所用时间相同【考点】5. （2分）如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的（）A . 运行时间B . 电势能减少量之比C . 电荷量之比D . 动能增加量之比【考点】6. （2分） (2020高二上·马鞍山月考) 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入水平向右的加速电场E1之后进入竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。
物理：新人教版选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(同步练习)
第九节、带电粒子在电场中的运动同步试题一、选择题：1、某电场的一条电场线如图所示，在正电荷从A点移到B点的过程中：（）A、电场力对电荷做正功B、电场力对电荷不做功C、电荷克服电场力做功D、电势能增加2、下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U后,哪个粒子获得的速度最大：（）A、质子11H B、氘核21H C、 粒子42He D、钠离子Na+3、如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是：（）A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B、两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C、与两板间距离无关，仅与加速电压U有关D、以上说法都不正确4、真空中水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为＋q的粒子，从负极板中央以速度v o垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才，返回，可采用的方法是（）A、v o增大1倍B、使板间电压U减半C、v o和U同时减半D、初速增为2v o,同时使板间距离增加d/2：5、如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则：（）A、它们通过加速电场所需的时间相等B、它们通过加速电场过程中动能的增量相等C、它们通过加速电场过程中动量的增量相等D、它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6、如图所示在一匀强电场中，有两个平行的电势不同的等势面A和C，在它们的正中间放入一个金属B，B接地。
现有一正电荷只在电场力的作用下垂直于等势面方向运动，经过A时动能为20J，穿过B到达C时动能减为零，那么在该正电荷运动过程中，当它的电势能为5J时，它的动能为：（）A、20JB、15JC、10JD、5J7、电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间：（）A、随电压的增大而减小B、随电压的增大而增大C、加大两板间距离，时间将减小D、与电压及两板间距离均无关8、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）：（）A、电势能增加，动能增加B、电势能减小，动能增加C、电势能和动能都不变D、上述结论都不正确9、如图所示，一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间的匀强电场，已知粒子的带电量为q ，两板间的电势差为U ，则粒子运动过程中（ ）A 、若粒子从电场中射出，则粒子动能增加了qUB 、若粒子从电场中射出，则电场力一定对粒子做了qU/2的功C 、若粒子打在极板上，则电场力一定对粒子做了qU/2的功D 、若粒子打在极板上，则粒子的动能一定增加了qU10、一静止电子开始经电压为U 1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U 2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y ，要使y 增大，则应：（ ）A 、U 1、U 2都增大B 、U 1、U 2都减小C 、U 1减小、U 2增大D 、U 1增大、U 2减小二、填空题1、如图所示，水平安放的A 、B 两平行板相距h ，上板A 带正电，现有质量m ，带电量为+q 的小球，在B 板下方距离H 处，以初速v 0竖直向上从B 板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A 板，则A 、B 间电势差U AB = 。
1.9-带电粒子在电场中的运动-课件(人教版选修3-1)
人 教 版 物 理
选修3-1
第1章 静电场
第 九 节 带电粒子在电场中的运动
人 教
版
物
理
选修3-1
第1章 静电场
选修3-1
人 教 版 物 理
第九节 带电粒子在电场中的运动
第1章 静电场
理解带电粒子在电场中的运动规律，并
※※
人
能分析解决加速和偏转问题．
教 版
物
理
※ 知道示波管的构造和基本原理
第1章 静电场
知识点 2 带电粒子的偏转
1.运动状态分析：带电粒子以速度 v0 垂直于电场
线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒
人
教
定的与初速度方向成 90°角的电场力作用而做 匀变速
版 物
理
曲线 运动．
选修3-1
第九节 带电粒子在电场中的运动
第1章 静电场
2．运动的分析处理方法：应用运动的合成与分解 知识，用 类似平抛运动 的方法分析处理．
2．条件：F 合＝0 或 qE＝mg(仅受电场力和重力时)．
人 教
版
物
理
选修3-1
第九节 带电粒子在电场中的运动
第1章 静电场
二、带电粒子在电场中的加速
以初速度 v0 射入电场中的带电粒子，经电场力做
功加速(或减速)至
v，由
qU
＝
1 2
mv2
－
1 2
mv
2 0
得
v＝
人 教 版
物
v20＋2mqU.
理
三、带电粒子在电场中的偏转
1．以初速度 v0 垂直场强方向射入匀强电场中的带
电粒子，受恒定电场力作用，做类似平抛的匀变速运动 人
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1.9 带电粒子在电场中的运动 带电粒子的加速
图1125 1．在如图1125的匀强电场中，若一个点电荷从P点由静止释放，则以下说法中正确的是( ) A．该点电荷可能做匀变速曲线运动 B．该点电荷一定向右运动 C．电场力对该点电荷可能不做功 D．该点电荷一定做匀加速直线运动 带电粒子的偏转
图1126 2．如图1126所示，质量为m＝5×10－8 kg的带电粒子以v0＝2 m/s的速度从水平放置的平行金属板AB中央飞入电场，已知L＝10 cm，板间距d＝2 cm，当AB间加电压UAB＝1 000 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高) 求AB间所加电压在什么范围内带电粒子能从极板间射出？
电场中粒子的圆周运动 3．如图1127所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑．现将一质量为m，带电量为＋q的小球从管中A点由静止释放，已知qE＝mg.
图1127 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力．
由牛顿第二定律FN－mg＝mv21R，FN＝5mg
(时间：60分钟) 题组一 带电微粒在电场中的直线运动 1．下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U后，哪个粒子获得的速度最大( ) A．质子11H B．氘核21H C．α粒子42He D．钠离子Na＋
图1128 2．图1128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的小孔中射出时的速度大小为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，则电子离开K时的速度仍为v B．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2
C．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为22v
D．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/2
图1129 3．平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图1129中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 题组二 带电粒子在电场中的类平抛运动 图11210 4．如图11210所示，一电子沿x轴正方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD，已知OA＝AB，电子过C、D两点时竖直方向的分速度为vCy和vDy；电子在OC段和OD段动能的变化量分别为ΔEk1和ΔEk2，则( ) A．vCy∶vDy＝1∶2 B．vCy∶vDy＝1∶4 C．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶3 D．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶4
图11211 5．如图11211所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( ) A．它们运动的时间tQ＞tP B．它们运动的加速度aQ＜aP C．它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2 D．它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶2
图11212 6．如图11212所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( ) A．经过加速电场的过程中，静电力对氚核做的功最多 B．经过偏转电场的过程中，静电力对三种核做的功一样多 C．三种原子核打在屏上的速度一样大 D．三种原子核都打在屏的同一位置上 ． 题组三 带电粒子在交变电场中的运动
图11213 7．带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图11213所示．带电微粒只在静电力的作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是( ) A．微粒在0～1 s内的加速度与1 s～2 s内的加速度相同 B．微粒将沿着一条直线运动 C．微粒做往复运动 D．微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同
图11214 8．如图11214所示，两金属板(平行)分别加上如下图中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的电压图象应是(设两板距离足够大)( )
题组四 带电粒子在电场中的圆周运动 图11215 9．两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图11215所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N射出，由此可知( ) A．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等 B．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等 C．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等 D．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等 图11216 10．如图11216所示，内壁光滑的绝缘材料制成的圆轨道固定在倾角为θ＝37°的斜面上，与斜面的交点为A，直径AB垂直于斜面，直径CD和MN分别在水平和竖直方向上，它们处在水平向右的匀强电场中．质量为m、电荷量为q的小球(可视为点电荷)刚好能静止于圆轨道内的A点．现对在A点的该小球施加一沿圆环切线方向的瞬时速度，使其恰能绕圆环完成圆周运动．下列对该小球运动的分析中正确的是( ) A．小球一定带负电 B．小球运动到B点时动能最小 C．小球运动到M点时动能最小 D．小球运动到D点时机械能最小 题组五 综合计算题 11．如图11217所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm，两板相距2 cm.一束电子以v0＝4.0×107 m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上．(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量m＝9.0×10－31 kg，电荷量e＝1.6×10－19 C)求： 图11217 (1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压； (2)为使带电粒子能射中荧光屏所有位置，两板间所加电压的取值范围． 图11218 12．如图11218所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d＝0.04 m，两板间的电压U＝400 V，板间有一匀强电场．在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h＝1.25 m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量m＝5×10－6 kg，电荷量q＝5×10－8 C．设A、B板足够长，g取10 m/s2.试求： (1)带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； (2)相碰时，离金属板上端的距离多大． 1.9 带电粒子在电场中的运动
带电粒子的加速
图1125 1．在如图1125的匀强电场中，若一个点电荷从P点由静止释放，则以下说法中正确的是( ) A．该点电荷可能做匀变速曲线运动 B．该点电荷一定向右运动 C．电场力对该点电荷可能不做功 D．该点电荷一定做匀加速直线运动 答案 D 解析 电荷受到水平方向上的电场力做匀加速直线运动，因为电荷的电性未知，无法确定向哪个方向做匀加速直线运动．故A、B错误，D正确．电荷在运动的过程中，电场力做正功．故C错误． 带电粒子的偏转
图1126 2．如图1126所示，质量为m＝5×10－8 kg的带电粒子以v0＝2 m/s的速度从水平放置的平行金属板AB中央飞入电场，已知L＝10 cm，板间距d＝2 cm，当AB间加电压UAB＝1 000 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高) 求AB间所加电压在什么范围内带电粒子能从极板间射出？ 答案 200 V≤UAB≤1 800 V
解析 带电粒子沿直线穿过电场，有qUABd＝mg 所以q带负电． 当UAB增大时，qE＞mg，粒子向上偏， qU1d－mg＝ma1. 刚好飞出时，y＝12a1t2＝12a1Lv02＝d2，
解得U1＝1 800 V， 当UAB减小时，粒子向下偏，mg－qU2d＝ma2， 刚好飞出时，y＝12a2Lv02＝d2， 解得U2＝200 V. 要使粒子射出，AB间所加电压范围： 200 V≤UAB≤1 800 V 电场中粒子的圆周运动 3．如图1127所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑．现将一质量为m，带电量为＋q的小球从管中A点由静止释放，已知qE＝mg.
图1127 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力． 答案 (1)5mg 方向向下 (2)mg 方向向下 解析 (1)A至D点，由动能定理得
mgR＋qER＝12mv21，v1＝2gR 由牛顿第二定律FN－mg＝mv21R，FN＝5mg 由牛顿第三定律FN＝FN′ 对管壁的压力为5mg，方向向下 (2)第一次经过C，－mgR＋qE·2R＝12mv22 设管壁对小球的作用力向下，mg＋FC1＝mv22R FC1＝mg FC1的方向向下