2024-2025年新教材高中物理第2章電勢能與電勢差4帶電粒子在電場中的運(yùn)動課堂達(dá)標(biāo)含解析魯科版必修第三冊

PAGE4-帶電粒子在電場中的運(yùn)動1.兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量為m,電荷量為e,從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出,最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn),然后返回,如圖所示,OA=L,則此電子具有的初動能是 ()A. B.edULC. D.【解析】選D。設(shè)電子的初動能為Ek0,又末動能為零,極板間的電場E=,依據(jù)動能定理:-eEL=0-Ek0,解得:Ek0=,故D正確,A、B、C錯誤。2.勻強(qiáng)電場中有一塵埃,質(zhì)量為0.01g,帶有10-8C的負(fù)電荷,塵埃沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動,g取10A.場強(qiáng)方向水平向左 B.場強(qiáng)的方向豎直向下C.場強(qiáng)的大小是103N/C D.場強(qiáng)的大小是106N/C【解析】選B。塵埃在勻強(qiáng)電場中沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動,受到的電場力與重力平衡,則電場力方向豎直向上,而塵埃帶負(fù)電,所以電場強(qiáng)度方向豎直向下,故A錯誤,B正確；依據(jù)平衡條件得:mg=qE,代入數(shù)據(jù)可得:E==N/C=104N/C,故C、D錯誤。3.(多選)如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,電壓恒為U。一電子(不計(jì)重力)從N板靜止釋放,它運(yùn)動到M板時速率為v。現(xiàn)將M板水平向右移動一段距離,再將電子從N板靜止釋放,下列推斷不正確的是 ()A.電子運(yùn)動過程的加速度變大B.電子運(yùn)動到M板所用的時間變長C.電子運(yùn)動到M板所用的時間變短D.電子運(yùn)動到M板時速率變小【解析】選B、D。將M板水平向右移動一小段距離時,板間距離d減小,而板間電壓U不變,依據(jù)E=可知,板間場強(qiáng)E增大,電子所受電場力增大,加速度增大,故A正確；由位移公式d=at2,得到t=由于加速度增大,d減小,所以時間t減小,故C正確,B錯誤；依據(jù)動能定理得qU=mv2,則有v=,q、m、U均不變,則電子運(yùn)動到M板時速率v不變,故D錯誤。4.(多選)帶電粒子僅在電場力作用下以初速度v0從t=0時刻起先運(yùn)動,其v-t圖像如圖所示。若粒子在2t0時刻運(yùn)動到A點(diǎn),5t0時刻運(yùn)動到B點(diǎn)。以下說法中正確的是 ()A.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EA=EBB.A、B兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φA<φBC.粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時,電場力做的總功為正D.粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時,電勢能先削減后增加【解析】選A、C。由v-t圖像可知粒子整個運(yùn)動過程中,加速度相同,所受的電場力相同,故A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,EA=EB,A項(xiàng)正確；由v-t圖像可知粒子在A點(diǎn)速度為零,在B點(diǎn)時速度大于零,故粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程,電場力做正功,電勢能削減,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤；因?yàn)榱Ｗ拥碾娦圆淮_定,所以無法推斷A、B兩點(diǎn)的電勢凹凸,B項(xiàng)錯誤。5.(多選)如圖所示,A、B兩相同的金屬板水平放置?，F(xiàn)讓兩板帶上等量異種電荷,兩板間形成豎直方向的勻強(qiáng)電場。將一帶電粒子沿水平方向從A板左側(cè)靠近A板射入電場中。當(dāng)粒子射入速度為v1時,粒子沿軌跡Ⅰ從兩板正中間飛出,電場力做功為W1；當(dāng)粒子射入速度為v2時,粒子沿軌跡Ⅱ落到B板正中間,電場力做功為W2。不計(jì)粒子重力,則 ()A.v1∶v2=2∶1 B.v1∶v2=2∶1C.W1∶W2=1∶1 D.W1∶W2=1∶2【解析】選A、D。粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,依據(jù)規(guī)律,豎直方向:h=·t2,水平方向勻速:x=vt,聯(lián)立解得:x=v,所以:v1∶v2=2∶1；電場力做功W=qU,U=Ed,聯(lián)立可得:W1∶W2=1∶2,B、C錯誤,A、D正確。6.如圖所示,平行金屬板A、B間距為d,電壓為U0,一電子由靜止從A板起先加速,穿過B板的小孔,垂直進(jìn)入平行金屬板C、D間的勻強(qiáng)電場。C、D兩板間距離和板長均為L,在C、D板的右側(cè)L處有一垂直于C、D板的顯示屏MN,當(dāng)C、D間電壓為零時,電子打在屏上O點(diǎn)。當(dāng)C、D間電壓為U時。電子打在MN屏的P點(diǎn)(圖中沒畫出)。已知電子電量為e,質(zhì)量為m,電子重力不計(jì),求:(1)電子從靜止起先運(yùn)動到打到P點(diǎn)所經(jīng)過的時間；(2)OP間的距離。【解析】(1)電子在加速電場中運(yùn)動時,由動能定理得:eU0=m,得:v0=對于加速過程,由d=t1,得t1=2d,電子在金屬板CD間和右側(cè)無場中運(yùn)動時,水平方向都做速度為v0的勻速直線運(yùn)動,相應(yīng)的運(yùn)動時間為t2==2L故總時間為t=t1+t2=2(d+L)(2)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時做類平拋運(yùn)動,水平方向做勻速直線運(yùn)動,則有:L=v0t3。豎直方向做勻加速運(yùn)動,則電子離開偏轉(zhuǎn)電場時