學人教版選修31 1.9帶電粒子在電場中的運動 作業(yè)（2）.docxVIP

2017-2018學年度人教版選修3-1 1.9帶電粒子在電場中的運動 作業(yè)（2）1在勻強電場中有一長方形區(qū)域abcd，邊長ab0.3m、bc0.4m，勻強電場方向與abcd所在平面平行，a、b、c三點的電勢ja55v，jb19v，jc45v，則勻強電場的電場強度大小和方向為a. 120v/m，沿ab方向b. 200v/m，沿ac方向c. 160v/m，沿ad方向d. 300v/m，沿bd方向2如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中m點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子，運動軌跡如圖中虛線所示，則 a. a b一定帶異種電荷b. a的速度將減小，b的速度將增加c. a的加速度增大，b的加速度減小d. 兩個粒子的電勢能一個增加一個減小3一個正點電荷q靜止在正方形的一個頂點上，另一個帶電質點q射入該區(qū)域時，僅受電場力的作用，恰好能依次經過正方形的另外三個頂點a，b，c，如圖所示，則有( )a. 質點由a到c電勢能先減小后增大b. 質點在a，b，c三處的加速度大小之比是1:2:1c. a，b，c三點電勢高低及電場強度大小的關系是d. 若改變帶電質點q在a處的速度大小和方向,則質點q可能做類平拋運動4分離同位素時，為提高分辨率，通常在質諧儀內的磁場前加一扇形電場。扇形電場由彼此平行、帶等量異號電荷的兩圓弧形金屬板形成，其間電場沿半徑方向。被電離后帶相同電荷量的同種元素的同位素離子，從狹縫沿同一方向垂直電場線進入靜電分析靜電分器，經過兩板間靜電場后會分成幾束，不考慮重力及離子間的相互作用，則a. 垂直電場線射出的離子速度的值相同b. 垂直電場線射出的離子動量的值相同c. 偏向正極板的離子離開電場時的動能比進入電場時的動能大d. 偏向負極板的離子離開電場時動量的值比進入電場時動量的值大5如圖所示，圖中虛線為某靜電場中的等差等勢線，實線為某帶電粒子在該靜電場中運動的軌跡，a、b、c為粒子的運動軌跡與等勢線的交點，粒子只受電場力作用，則下列說法正確的是a. 粒子在a點的加速度比在b點的加速度小b. 粒子在a點的動能比在b點的動能大c. 粒子在a點和在c點時速度相同d. 粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能小6如圖所示，兩個帶等量正電荷的相同小球，固定在絕緣、粗糙的水平面上a、b兩點，o是ab的中點帶正電的小滑塊從c點由靜止釋放，在電場力作用下向右點運動，則滑塊從c點運動到o點的過程中a. 電勢能不斷增大b. 電場力做正功c. 加速度先減小后增加d. 速度先增大后減小7如圖所示，固定在豎直面內的光滑絕緣圓環(huán)半徑為r，圓環(huán)上套有質量分別為m和2m的兩個帶電的小球a、b(均可看作質點)，小球a帶正電，小球b帶負電，帶電荷量均為q，且小球a、b用一長為2r的輕質絕緣細桿相連，豎直面內有豎直向下的勻強電場(未畫出)，電場強度大小為e=。現在給小球一個擾動，使小球a從最高點由靜止開始沿圓環(huán)下滑，已知重力加速度為g，在小球a滑到最低點的過程中，下列說法正確的是 ( )a. 小球a減少的機械能等于小球b增加的機械能b. 細桿對小球a和小球b做的總功為0c. 小球a的最大速度為d. 細桿對小球b做的功為mgr8如圖所示，空間存在兩個等量正點電荷，a為中垂線上一點，b為連線上一點，電荷在該電場中運動時僅受電場力的作用，則下列說法正確的是 ( )a. 電子在兩正點電荷連線的中垂線上可以做往復運動b. 若電子有一合適的初速度，可以在兩正點電荷連線中垂面上做勻速圓周運動c. 若在a點釋放一正電荷，則該電荷沿中垂線向無限遠處運動，速度越來越大，加速度越來越小d. 若在b點由靜止釋放一正電荷，則該正電荷將做往復運動9如圖所示為靜電除塵機理圖，廢氣先經過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū)，放電極和集塵極加上高壓電場，使塵埃帶上負電，塵埃只在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，達到除塵目的，圖中虛線為電場線(方向未標出)。不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化，則 a. 電場線方向由集塵極指向放電極b. 圖中a點場強小于b點場強c. 塵埃在遷移過程中電勢能減小d. 沿水平方向進入的塵埃在遷移過程中可以做類平拋運動10如圖所示，一帶電液滴在水平向左的勻強電場中由靜止釋放，液滴沿直線由b運動到d，直線bd方向與豎直方向成600角，則下列結論正確的是a. 液滴做勻速直線運動b. 液滴帶正電荷c. 液滴所受的電場力大小是其重力的倍d. 液滴的電勢能減少11如圖所示，極板a、b間勻強電場的場強e=2105v/m，a、b兩點相距10cm.求：(1)a、b兩點哪點電勢高?(2)外力把點電荷q=110-7c由b勻速移到a做多少功? 如果選b為零電勢點，q在a點的電勢能是多少?12如圖所示，xoy為豎直平面內的直角坐標系，空間存在著沿x軸正方向的勻強電場。一 帶正電小球，質量為m，電量為q將其從o點由靜止釋放，小球在第四象限內沿與x軸成45直線運動。重力加速度為g(1)求電場強度大?。?2)若小球從0點以速度vo進入第一象限，方向與x軸成45角。求小球再次經過x軸時，距o點的距離。13如圖所示，質量為m，帶電量為+q的微粒（重力不計），在勻強電場中的a點以速度為v，方向與電場線垂直射入電場中，在b點時速度方向與電場線成300角求：（1）微粒在b點的速度大?。?）a與b之間的電勢差14如圖所示在勻強電場中，有a、b兩點，它們之間的距離為10cm，兩點的連線與場強方向成53角將一個電荷量為1106c的正電荷由a點移到b點，電場力做功為6105 j（sin53 =0.8，cos53 =0.6）求：（1）a、b兩點的電勢差uab；（2）勻強電場的場強e15如圖，兩帶電平行金屬板間存在方向豎直向下的勻強電場，場強為e，電場中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長為s，豎直邊ad長為h.質量均為m帶電量分別為+q和q的兩粒子，由a、c兩點先后沿ab和cd方向以速率進入矩形區(qū)（兩粒子不同時出現在電場中），不計重力。若兩粒子軌跡恰好相切，求：（1）粒子在矩形區(qū)域的運動時間t；（2）+q與dc交點到d點的距離；（3）兩粒子軌跡相切點到a點的距離。試卷第5頁，總5頁本卷由系統自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。參考答案1b【解析】連接ac，過b點作，由幾何關系知， ，據題知， ， ，所以與b等電勢， 則為等勢線；利用等勢線與場強垂直確定場強方向可知勻強電場的電場強度方向沿ac方向，勻強電場的電場強度大小，故acd錯誤，b正確；故選b?！军c睛】據三點的電勢，求出ab、ac的電勢差；據電勢差關系畫出等勢線，利用等勢線與場強垂直確定場強方向；再利用u=ed求解。2a【解析】由圖可知，b粒子的軌跡向右彎曲，b粒子受到的電場力方向向右，a的軌跡向左彎曲，a粒子受到的電場力方向向左，由于電場線未知，無法確定兩個粒子的電性，但是一定帶異種電荷，故a正確；由圖看出，向左電場線越來越疏，場強越來越小，則a所受電場力減小，加速度減小，b所受電場力增大，加速度增大，故c錯誤；由圖判斷電場力對兩個粒子都做正功，電勢能都減小，動能都增大，故bd錯誤。所以a正確，bcd錯誤。3c【解析】帶電質點q受到的電場力指向軌跡的內側，根據軌跡彎曲方向可知質點q與固定在o點的點電荷是異種電荷，它們之間存在引力，所以質點由a到b電場力做負功，電勢能增加；由b到c電場力做正功，電勢能減小，即質點由a到c電勢能先增大后減小，故a錯誤；a、b、c三點到q的距離關系為，由庫侖定律： ，可得：質點在a、b、c三處所受的庫侖力大小之比，故b錯誤；根據點電荷電場線的特點，q與a、c距離相等，都小于b，故b點的電勢低于a、c兩點的電勢，即有，由，知，故c正確；由于點電荷的電場是非勻強電場，質點q所受的電場力是變力，不可能做類平拋運動。故d錯誤。故選c?！军c睛】根據點電荷的電場線的特點，q與ac距離相等，都小于b，b點的電勢高于a、c兩點的電勢應用牛頓第二定律求出加速度之間的關系根據三點到點電荷q的距離分析三點電勢關系和場強關系分析質點q的受力情況判斷其運動情況4d【解析】垂直電場線射出的離子，在電場中做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律有eq=mv2r，解得12eqr=12mv2，同位素的質量不同，所以垂直電場線射出的離子動能的值相同，速度不同，動量不同，ab錯誤；偏向正極板的離子離開電場時克服電場力做功，動能比進入電場時的小，c錯誤；偏向負極板的離子離開電場時，過程中電場力做正功，速度增大，動量增大，故比進入電場時動量的值大，d正確5d【解析】等勢線的疏密程度表示電場強度的大小，故a點的電場強度大于b點的電場強度，根據a=qem，可知粒子在a點的加速度比在b點的加速度大，故a錯誤；由運動軌跡圖，可知若粒子從a到b，電場力做正功，電勢能減小，動能增大，若粒子從b到a，電場做負功，電勢能增大，動能減小，故粒子在a點的動能比在b點的動能小，故b錯誤；由圖可知a、c兩點在同一等勢線上，故粒子在a、c兩點具有相同的電勢能，根據能量守恒可知，粒子在a、c兩點具有相同的動能，故粒子在這兩點的速度大小相等，但方向不同，故c錯誤；因粒子在a、c兩點具有相同的動能和電勢能，而粒子在a點的動能比在b點的動能小，電勢能更大，故粒子在b點的電勢能比在c點時的電勢能小，故d正確；故選d.6bcd【解析】從c點到中點o，電場線向右，滑塊所受的電場力向右，電場力做正功，電勢能先減小，故a錯誤，b正確；滑塊受到的電場力是兩個電荷對電場力的合力，在o處電場力抵消，則滑塊從c點運動到o點的過程中電場力不斷減小，滑動摩擦力不變，合力先減小后增大，所以加速度先減小后增大，故c正確；合力先向右，后向左，先做正功后做負功，由動能定理知速度先增大后減小，故d正確。所以bcd正確，a錯誤。7bc【解析】ab、在小球a下滑小球b上滑過程中，電場力對小球a和b都做正功，細桿對兩小球做的總功為0，所以系統機械能不守恒，故a錯誤，b正確；c、此過程兩小球電勢能都減少2mgr，對于整個系統的能量守恒列方程：減少的能量=增加的能量,小球a減少了重力勢能和電勢能，小球b減少了電勢能，小球a增加了動能，小球增加了重力勢能和動能， ，解得，故c正確；d、對小球b應用動能定理，可以求得細桿對小球b做功，故d錯誤；故選bc?！军c睛】電場力對小球a和b都做正功，系統機械能不守恒，對于整個系統的能量守恒列方程求出小球a的最大速度，對小球b應用動能定理可以求得細桿對小球b做功。8abd【解析】a、電子在中垂線上的a點受到兩個正點電荷的作用力的合力向下，做加速運動,運動到連線中點時，加速度為0，繼續(xù)向下做減速運動,減速到0后，加速度不為0,反方向做加速運動,周期性往復運動，故a正確；b、若電子的初速度垂直紙面向外，兩個正點電荷的作用力的合力時刻指向圓心，則電子可繞連線中點做勻速圓周運動，故b正確；c、若從a點釋放一正電荷，則兩個正點電荷對它的作用力的合力沿中垂線指向無限遠，沿中垂線向無限遠做直線運動，由電場線分布可知,中點處電場強度為0，無限遠電場強度為0，所以，電場強度先變大后變小，即加速度可能先變大后變小，而不一定越來越小，故c錯誤；d、在b點由靜止釋放一正電荷，合外力和速度不能同時為0，所以會做往復運動，故d正確；故選abd。【點睛】電子受到合力向下，做加速運動，運動到連線中點時，加速度為0，繼續(xù)向下做減速運動，,減速到0后，加速度不為0，反方向做加速運動，周期性往復運動。若電子的初速度垂直紙面向外，兩個正點電荷的作用力的合力時刻指向圓心，則電子可繞連線中點做勻速圓周運動。9ac【解析】由題帶負電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移，則知集塵極帶正電荷，是正極，所以電場線方向由集塵極指向放電極。故a正確。電場線的疏密程度表示電場強度的大小，由圖可知a點的電場線更密，故a點的電場強度大于b點的電場強度，故b錯誤；帶電塵埃所受的電場力方向與位移方向相同，做正功，所以在遷移過程中電勢能減小。故c正確。放電極與集塵極間建立非勻強電場，塵埃所受的電場力是變化的，故不能做類平拋運動，故d錯誤。故選ac.【點睛】根據電場方向，分析塵埃所受的電場力方向，判斷其電性放電極與集塵極間建立非勻強電場，塵埃所受的電場力是變化的電場力對塵埃做正功10cd【解析】a、由題可知，帶電液滴只受重力和電場力作用，兩個力都是恒力，其合力沿bd方向，則電場力必定水平向右，液滴做勻加速直線運動，故ab錯誤；c、由于合力沿bd方向，則根據力的合力可以知道： ，即，故選項c正確；d、由于電荷帶負電，沿bd方向運動，電場力做正功，故電勢能減小，故選項d正確。點睛：帶電液滴從靜止開始由b沿直線運動到d，是我們判定液滴帶電性質的突破口，在今后的學習中我們經常用到要注意掌握。11（1）a點電勢高 （2） (3) 【解析】解：(1)由圖看出，電場線豎直向下，根據順著電場線電勢降低，可以知道a點電勢高；(2)a、b間的電勢差為： v把點電荷c由b勻速移到a電場力做功為： j因為點電荷勻速移動時，合外力為零，合外力做功為零，得知，外力做功j選b為零電勢點， j12（1） (2) 【解析】（1）由題意可知：小球所受合力和x軸成45偏向y軸負向則有： 解得： （2）小球進入第一象限后，做勻變速曲線運動。在豎直方向分運動為豎直上拋運動。當小球經過x軸時，豎直位移為零則： 水平方向做勻加速直線運動，根據牛頓第二定律得： 根據位移公式得： 13(1) （2） 【解析】（1）微粒在電場中做類平拋運動，在b點由幾何關系： ，即： ；（2）由a到b，由動能定理有可以得到：