高中物理人教版1第一章靜電場第9節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動

帶電粒子在電場中的運(yùn)動周末作業(yè)1.如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動，到達(dá)B板的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則()A．當(dāng)增大兩板間的距離時(shí)，速度v增大B．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v減小C．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v不變D．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動的時(shí)間增大2．幾種混合帶電粒子(重力不計(jì))，初速度為零，它們從同一位置經(jīng)同一電場加速后，又都垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入另一相同的勻強(qiáng)電場，設(shè)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)都打在熒光屏上，且在熒光屏上只有一個(gè)亮點(diǎn)，則到達(dá)熒光屏的各種粒子()A．電荷量一定相等B．質(zhì)量一定相等C．比荷一定相等D．質(zhì)量、電荷量都可能不等3．如圖所示，氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么()A．經(jīng)過加速電場過程，電場力對氚核做的功最多B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程，電場力對三種核做的功一樣多C．三種原子核打在屏上時(shí)的速度一樣大D．三種原子核都打在屏上的同一位置上4.兩個(gè)共軸的半圓柱形電極間的縫隙中，存在一沿半徑方向的電場，如圖4所示．帶正電的粒子流由電場區(qū)域的一端M射入電場，沿圖中所示的半圓形軌道通過電場并從另一端N射出，由此可知()A．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的質(zhì)量一定相等B．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動能一定相等C．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則射粒子的速率一定相等D．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的動能一定相等5．在平行金屬板A、B兩板上加上如圖5所示的交變電壓，開始B板的電勢比A板高，這時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運(yùn)動，設(shè)電子在運(yùn)動中不與極板發(fā)生碰撞，則下述說法正確的是(不計(jì)電子重力)()A．電子一直向A板運(yùn)動B．電子一直向B板運(yùn)動C．電子先向A板運(yùn)動，然后向B板運(yùn)動，再返回A板做周期性來回運(yùn)動D．電子先向B板運(yùn)動，然后向A板運(yùn)動，再返回B板做周期性來回運(yùn)動6.如圖所示，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向豎直向下，在此電場中有a、b、c、d四個(gè)帶電粒子(不計(jì)粒子間的相互作用)，各以水平向左、水平向右、豎直向上和豎直向下的速度做勻速直線運(yùn)動，則下列說法錯(cuò)誤的是()A．c、d帶異種電荷B．a(chǎn)、b帶同種電荷且電勢能均不變C．d的電勢能減小，重力勢能也減小D．c的電勢能減小，機(jī)械能增加7.如圖所示，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴，被置于豎直放置的兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中．設(shè)油滴是從兩板中間位置，并以初速度為零進(jìn)入電場的，可以判定()A．油滴在電場中做拋物線運(yùn)動B．油滴在電場中做勻加速直線運(yùn)動C．油滴打在極板上的運(yùn)動時(shí)間只取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離D．油滴打在極板上的運(yùn)動時(shí)間不僅取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離，還取決于油滴的比荷8.如圖所示，一帶負(fù)電的液滴，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速率v0射入水平的勻強(qiáng)電場中，v0的方向與電場方向成θ角，已知油滴質(zhì)量為m，測得它在電場中運(yùn)動到最高點(diǎn)P時(shí)的速率恰為v0，設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(xP，yP)，則應(yīng)有()A．xP<0B．xP>0C．xP＝0D．條件不足無法確定9．α粒子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的4倍，電荷量是質(zhì)子電荷量的2倍，它們從靜止起，經(jīng)同一電場加速，獲得的動能之比Eα∶EP＝________，獲得的速度之比vα∶vP＝________.10.如圖9帶電小顆粒質(zhì)量為m，電荷量為q，以豎直向上的初速度v0自A處進(jìn)入方向水平向右的勻強(qiáng)電場中．當(dāng)小顆粒到達(dá)B處時(shí)速度變成水平向右，大小為2v0；求：(1)該處的電場場強(qiáng)E（2）A、B間的電勢差是UAB11．兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場．一個(gè)α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心．已知質(zhì)子電荷量為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：(1)極板間的電場強(qiáng)度E；(2)α粒子在極板間運(yùn)動的加速度a；(3)α粒子的初速度v0.12.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g.(1)判斷小球帶何種電荷．(2)求電場強(qiáng)度E.(3)若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷，求經(jīng)過t時(shí)間小球的速度v.

帶電粒子在電場中的運(yùn)動周末作業(yè)答案1.如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動，到達(dá)B板的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則()A．當(dāng)增大兩板間的距離時(shí)，速度v增大B．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v減小C．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v不變D．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動的時(shí)間增大答案C解析由動能定理得eU＝eq\f(1,2)mv2.當(dāng)改變兩極板間的距離時(shí)，U不變，v就不變，故C項(xiàng)正確；粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，eq\x\to(v)＝eq\f(d,t)，eq\f(v,2)＝eq\f(d,t)，即t＝eq\f(2d,v)，當(dāng)d減小時(shí)，電子在板間運(yùn)動的時(shí)間變小，故D選項(xiàng)不正確．2．幾種混合帶電粒子(重力不計(jì))，初速度為零，它們從同一位置經(jīng)同一電場加速后，又都垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入另一相同的勻強(qiáng)電場，設(shè)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)都打在熒光屏上，且在熒光屏上只有一個(gè)亮點(diǎn)，則到達(dá)熒光屏的各種粒子()A．電荷量一定相等B．質(zhì)量一定相等C．比荷一定相等D．質(zhì)量、電荷量都可能不等答案D解析只要帶同種電荷；粒子經(jīng)同一電場加速又經(jīng)同一電場偏轉(zhuǎn)，則偏移量相同．3．如圖所示，氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么()A．經(jīng)過加速電場過程，電場力對氚核做的功最多B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程，電場力對三種核做的功一樣多C．三種原子核打在屏上時(shí)的速度一樣大D．三種原子核都打在屏上的同一位置上答案BD解析同一加速電場、同一偏轉(zhuǎn)電場，三種粒子帶電荷量相同，在同一加速電場中電場力對它們做的功都相同，在同一偏轉(zhuǎn)電場中電場力對它們做的功也相同，A錯(cuò)，B對；由于質(zhì)量不同，所以打在屏上的速度不同，C錯(cuò)；再根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)＝eq\f(l2U′,4dU)，tanφ＝eq\f(lU′,2dU)知，與帶電粒子無關(guān)，D對．4.兩個(gè)共軸的半圓柱形電極間的縫隙中，存在一沿半徑方向的電場，如圖4所示．帶正電的粒子流由電場區(qū)域的一端M射入電場，沿圖中所示的半圓形軌道通過電場并從另一端N射出，由此可知()A．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的質(zhì)量一定相等B．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動能一定相等C．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則射粒子的速率一定相等D．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的動能一定相等答案BC解析由圖可知，該粒子在電場中做勻速圓周運(yùn)動，電場力提供向心力qE＝meq\f(v2,R)得R＝eq\f(mv2,qE)，R、E為定值，若q相等則eq\f(1,2)mv2一定相等；若eq\f(q,m)相等，則速率v一定相等，故B、C正確．5．在平行板電容器A、B兩板上加上如圖5所示的交變電壓，開始B板的電勢比A板高，這時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運(yùn)動，設(shè)電子在運(yùn)動中不與極板發(fā)生碰撞，則下述說法正確的是(不計(jì)電子重力)()A．電子一直向A板運(yùn)動B．電子一直向B板運(yùn)動C．電子先向A板運(yùn)動，然后向B板運(yùn)動，再返回A板做周期性來回運(yùn)動D．電子先向B板運(yùn)動，然后向A板運(yùn)動，再返回B板做周期性來回運(yùn)動答案B解析電子先向B板做勻加速運(yùn)動，然后向B板做勻減速運(yùn)動，以后一直重復(fù)這兩種運(yùn)動，所以B選項(xiàng)正確．6.如圖所示，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向豎直向下，在此電場中有a、b、c、d四個(gè)帶電粒子(不計(jì)粒子間的相互作用)，各以水平向左、水平向右、豎直向上和豎直向下的速度做勻速直線運(yùn)動，則下列說法錯(cuò)誤的是()A．c、d帶異種電荷B．a(chǎn)、b帶同種電荷且電勢能均不變C．d的電勢能減小，重力勢能也減小D．c的電勢能減小，機(jī)械能增加答案AC解析a、b、c、d均做勻速直線運(yùn)動，所以它們受的重力與電場力平衡，都帶負(fù)電．a(chǎn)、b所受電場力不做功，c所受電場力做正功，因此可判斷A、C說法是錯(cuò)誤的．7.如圖所示，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴，被置于豎直放置的兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中．設(shè)油滴是從兩板中間位置，并以初速度為零進(jìn)入電場的，可以判定()A．油滴在電場中做拋物線運(yùn)動B．油滴在電場中做勻加速直線運(yùn)動C．油滴打在極板上的運(yùn)動時(shí)間只取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離D．油滴打在極板上的運(yùn)動時(shí)間不僅取決于電場強(qiáng)度和兩板間距離，還取決于油滴的比荷答案BD解析粒子從靜止開始，受重力和電場力作用，兩個(gè)力都是恒力，所以合力是恒力，粒子在恒力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)B、D對．8.如圖所示，一帶負(fù)電的液滴，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速率v0射入水平的勻強(qiáng)電場中，v0的方向與電場方向成θ角，已知油滴質(zhì)量為m，測得它在電場中運(yùn)動到最高點(diǎn)P時(shí)的速率恰為v0，設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(xP，yP)，則應(yīng)有()A．xP<0B．xP>0C．xP＝0D．條件不足無法確定答案A解析由于液滴在電場中既受電場力又受重力，由動能定理得：－mgh＋W電＝mveq\o\al(2,0)/2－mveq\o\al(2,0)/2＝0.即W電＝mgh，電場力做正功．由于是負(fù)電荷所受電場力方向向左，要使電場力做正功，因而位移方向必須也向左，則必有xP<0，故A正確，B、C、D錯(cuò)．9．α粒子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的4倍，電荷量是質(zhì)子電荷量的2倍，它們從靜止起，經(jīng)同一電場加速，獲得的動能之比Eα∶EP＝________，獲得的速度之比vα∶vP＝________.答案2∶11∶eq\r(2)解析qU＝Ek，所以Ek∝q，則Eα∶EP＝2∶1.又Ek＝eq\f(1,2)mv2，所以vα∶vP＝1∶eq\r(2).10.如圖帶電小顆粒質(zhì)量為m，電荷量為q，以豎直向上的初速度v0自A處進(jìn)入方向水平向右的勻強(qiáng)電場中．當(dāng)小顆粒到達(dá)B處時(shí)速度變成水平向右，大小為2v0，那么，該處的場強(qiáng)E為________，A、B間的電勢差是________．答案2mg/q2mveq\o\al(2,0)/q解析由動能定理：qU－mgh＝eq\f(1,2)m(2v0)2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).又h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)，所以U＝eq\f(2mv\o\al(2,0),q)，所以E＝eq\f(U,d)＝eq\f(U,2h)＝eq\f(2mg,q).11．兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間的電勢差為U，板間電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場．一個(gè)α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心．已知質(zhì)子電荷量為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：(1)極板間的電場強(qiáng)度E；(2)α粒子在極板間運(yùn)動的加速度a；(3)α粒子的初速度v0.答案(1)eq\f(U,d)(2)eq\f(eU,2md)(3)eq\f(R,2d)eq\r(\f(eU,m))解析(1)極板間場強(qiáng)E＝eq\f(U,d)(2)α粒子帶電荷量為2e，質(zhì)量為4m所受電場力F＝2eE＝eq\f(2eU,d)α粒子在極板間運(yùn)動的加速度a＝eq\f(F,4m)＝eq\f(eU,2md)(3)由d＝eq\f(1,2)at2得t＝eq\r(\f(2d,a))＝2deq\r(\f(m,eU))v0＝eq\f(R,t)＝eq\f(R,2d)eq\r(\f(eU,m))12.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，用絕緣細(xì)線