2020-2021學(xué)年新教材粵教版物理必修第三冊課時分層作業(yè)：2.2 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 Word版含解析

1、好好學(xué)習(xí)，天天向上課時分層作業(yè)(九)（建議用時：25分鐘）考點1帶電粒子在電場中的加速運(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點沿垂直于極板的方向射入，最遠(yuǎn)到達(dá)a點，然后返回，如圖所示，oal，則此電子具有的初動能是()abedulc dd電子從o點運(yùn)動到a點，因受電場力作用，速度逐漸減小。根據(jù)題意和題圖判斷,電子僅受電場力，不計重力。根據(jù)能量守恒定律得mveuoa。因e,uoael，故mv，所以d正確。2如圖所示，在點電荷q激發(fā)的電場中有a、b兩點，將質(zhì)子和粒子分別從a點由靜止釋放到達(dá)b點時,它們的速度大小之比為（）a12 b21c1 d1c質(zhì)子和粒子都帶正電

2、，從a點釋放將受靜電力作用加速運(yùn)動到b點，設(shè)a、b兩點間的電勢差為u，由動能定理可知，對質(zhì)子：mhvqhu對粒子:mvqu所以1.3質(zhì)子(h)、粒子(he)、鈉離子（na）三個粒子分別從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為u的同一電場加速后，獲得動能最大的是（)a質(zhì)子（h) b粒子（he)c鈉離子(na） d都相同bqumv20，u相同,粒子帶的正電荷多,電荷量最大,所以粒子獲得的動能最大，故選項b正確。4如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板a、b、c中央各有一小孔，小孔分別位于o、m、p點。由o點靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動到p點。現(xiàn)將c板向右平移到p點，則由o點靜止釋放的電子()a運(yùn)動到p點返回b運(yùn)動到p和p點

3、之間返回c運(yùn)動到p點返回d穿過p點a設(shè)ab、bc間的電場強(qiáng)度分別為e1、e2，間距分別為d1和d2,電子由o點運(yùn)動到p點的過程中，據(jù)動能定理得：ee1d1ee2d20當(dāng)c板向右平移后，bc板間的電場強(qiáng)度e2bc板間的電場強(qiáng)度與板間距無關(guān),大小不變。第二次釋放后，設(shè)電子在bc間移動的距離為x，則ee1d1ee2x00比較兩式知，xd2，即電子運(yùn)動到p點時返回，選項a正確。考點2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題5如圖所示，有一帶電粒子貼著a板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為u1時，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)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度相同,則

4、兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為（）au1u218 bu1u214cu1u212 du1u211a帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，水平位移為xv0t，兩次運(yùn)動的水平位移之比為21，兩次運(yùn)動的水平速度相同，故運(yùn)動時間之比為t1t221,由于豎直方向上的位移為hat2，h1h212，故加速度之比為18，又因為加速度a，故兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為u1u218，故a正確。6如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼模?a2倍 b4倍c dc電子在兩極板間做類平拋運(yùn)

5、動，水平方向lv0t，t，豎直方向dat2，故d2，即d，故c正確。7如圖所示，一價氫離子（h）和二價氦離子(he2)的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后,打在同一熒光屏上，則它們()a同時到達(dá)屏上同一點b先后到達(dá)屏上同一點c同時到達(dá)屏上不同點d先后到達(dá)屏上不同點b一價氫離子(h）和二價氦離子(he2)的比荷不同，由qumv2可知經(jīng)過加速電場獲得的末速度不同，因此在加速電場及偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動時間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)距離yat2相同，所以會打在同一點,b正確.8如圖所示的示波管，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極xx、yy電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場加速后會打在熒光屏上的正中

6、間(圖示坐標(biāo)系的o點,其中x軸與xx電場的場強(qiáng)方向重合，x軸正方向垂直于紙面向里，y軸與yy電場的場強(qiáng)方向重合，y軸正方向豎直向上)。若要電子打在圖示坐標(biāo)系的第象限，則()ax、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極bx、y極接電源的正極,x、y接電源的負(fù)極cx、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極dx、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極d若要使電子打在題圖所示坐標(biāo)系的第象限，電子在x軸上向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使x接正極,x接負(fù)極；電子在y軸上也向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使y接正極，y接負(fù)極，所以選項d正確.9兩平行金屬板a、b水平放置，一個質(zhì)量為m5105 kg的帶電微粒,以v02 m/s的水平速度從兩

7、板正中央位置射入電場，如圖所示,a、b兩板間距離為d2 cm，板長l10 cm，g10 m/s2.(1）當(dāng)a、b間的電勢差uab100 v時，微粒恰好不偏轉(zhuǎn),沿圖中虛線射出電場,求該粒子的電荷量和電性;(2)令b板接地，欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場，求a板所加電勢的范圍.解析(1）粒子水平射出，由平衡得mgq解得q1107 c由于粒子重力方向是豎直向下，根據(jù)二力平衡，粒子所受的電場力方向為豎直向上,而a板是正極,故粒子帶負(fù)電。(2）b板接地b0uababa粒子恰好從a、b板邊緣射出，則水平方向v0tl豎直方向at2解得a8 m/s2從a板射出qmgma從b板射出mgqma解得20 va180 v。答

8、案(1)1107 c，帶負(fù)電(2)20 va180 v （建議用時：15分鐘）10真空中的某裝置如圖所示，現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子都從o點由靜止釋放，經(jīng)過相同加速電場和偏轉(zhuǎn)電場，射出后都打在同一個與oo垂直的熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)亮點（已知質(zhì)子、氘核和粒子質(zhì)量之比為124，電量之比為112，重力不計）。下列說法中正確的是(）a三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動時間之比為211b三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時的速度相同c在熒光屏上將只出現(xiàn)1個亮點d偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為122c由u1qmv，得v1v2v311，再由t可得t1t2t31,a錯誤；由y可知，三種粒子從偏轉(zhuǎn)電場同一點射出，且速度方向相同,故

9、一定打在屏上的同一點，c正確;由mv2u1qqy可得v，因不同，故三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場的速度不相同，b錯誤；由偏轉(zhuǎn)電場對三種粒子做的功為w電qy可知,w電1w電2w電3112,d錯誤。11噴墨打印機(jī)的簡化模型如圖所示。重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,以速度v垂直勻強(qiáng)電場飛入極板間，最終打在紙上。則微滴在極板間電場中(）a向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)b電勢能逐漸增大c運(yùn)動軌跡是拋物線d運(yùn)動軌跡與帶電量無關(guān)c由于微滴帶負(fù)電，其所受電場力指向正極板，故微滴在電場中向正極板偏轉(zhuǎn),a項錯誤；微滴在電場中所受電場力做正功，電勢能減小,b項錯誤；由于極板間電場是勻強(qiáng)電場，電場力不變,故微滴在電場中做勻變速曲線運(yùn)動，

10、并且軌跡為拋物線,c項正確;帶電量影響電場力及加速度大小,運(yùn)動軌跡與加速度大小有關(guān)，故d項錯誤。12如圖所示,a、b為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板，接在電壓為u的電源上。在a板的中央p點放置一個電子發(fā)射源?？梢韵蚋鱾€方向釋放電子。設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，射出的初速度為v。求電子打在板上的區(qū)域面積。(不計電子的重力）解析打在最邊緣的電子，其初速度方向平行于金屬板,在電場中做類平拋運(yùn)動，在垂直于電場方向做勻速運(yùn)動，即rvt在平行電場方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動，即dat2電子在平行電場方向上的加速度a電子打在b板上的區(qū)域面積sr2由以上幾式得s。答案13如圖所示為一真空示波管的示意圖,電

11、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(jìn)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(qiáng)電場)，電子進(jìn)入m、n間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)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。求：(1)電子穿過a板時速度的大小。(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏移量。(3）若要使電子打在熒光屏上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,由動能定理得eu1mv0解得v0.（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動,沿電場方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動。由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式有t，fma，fee,e,yat2解得偏移量y