第六章第3單元電容器帶電粒子在電場中的運動

1、第六章 第3單元 電容器帶電粒子在電場中的運動課時作業(yè)命題設(shè)計難度較易中等稍難單一目標(biāo)電容器1、8帶電粒子在電場的加速2、710、11帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)3、6綜合目標(biāo)綜合應(yīng)用45、912-、單項選擇題（本題共5小題，每小題7分，共35分）1. （2009海南高考）一平行板電容器兩極板間距為d,極板面積為 S,電容為號，其中 電是常量.對此電容器充電后斷開電源.當(dāng)增加兩板間距時，電容器極板間（）A.電場強度不變，電勢差變大B.電場強度不變，電勢差不變C.電場強度減小，電勢差不變D.電場強度減小，電勢差減小解析：電容器充電后斷開， 故電容器的帶電荷量不變，當(dāng)增大兩極板間的距離時，由C=苧可知，

2、電容器的電容變小，由 U = Q可知電壓變大，又由 E = U可得E = U = -Q- = dCdd Cd-QT = *,所以電場強度不變， A正確.g oS d d答案：A2.平行板間有如圖1所示的周期性變化的電壓.重力不計的帶電粒|仃子靜止在平行板中央，從t= 0時刻開始將其釋放，運動過程中無小 一：ii碰板情況.在圖 2所示的圖象中，能正確定性描述粒子運動的速浮 F 部一伍11 1度圖象的是（）解析：0;時間內(nèi)粒子做初速度為零的勻加速直線運動,T時間內(nèi)做勻減速直線運動，由對稱性可知，在 T時刻速度減為零.此后周期性重復(fù)，故 A對.答案：A3.如圖3所示，地面上某區(qū)域存在著豎直向下的勻強

3、電場，一個質(zhì)量為的帶負(fù)電的小球以水平方向的初速度v0由。點射入該區(qū)域，剛好通過豎直平面中的P點，已知連線 OP與初速度方向的夾角為 45,則此帶電小球通過P點時的動能為2A. mv0B.2mv 02D.m v 021解析：由題意可知小球到 P點時水平位移和豎直位移相等，即v 0t= -v Pyt合速度 vP=v02+vPy2=5V0EkP=2mvp2= 2mv02, 故選 D.答案：D4.示波管是一種多功能電學(xué)儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如圖4所示，真空室中電極 K發(fā)出電子（初速度不計），經(jīng)過電壓為 Ui的加速電場后，由小孔 S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板間.金屬板長為 L,相

4、距為d,當(dāng)A、B間電壓為U2m,電荷量時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點.已知電子的質(zhì)量為為e,不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是圖4Ui變大，U2變大Ui變小，5變大D. Ui變小，U2變小C. Ui變大，U2變小解析：當(dāng)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的反向延長線一定經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場中水平位移的中點，所以電子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角度越大（偏轉(zhuǎn)距離越大）,亮點距離中心就越遠(yuǎn).設(shè)電子經(jīng)過Ui加速后速度為v0,根據(jù)題意得： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2eUi 2mv o電子在A、B間做類平拋運動

5、，當(dāng)其離開偏轉(zhuǎn)電場時沿電場方向的分速度為：vy= at=*Lmd v o結(jié)合式，速度的偏轉(zhuǎn)角。滿足：tan 0=v y U2Lv o 2dUi顯然，欲使。變大，應(yīng)該增大 U2、L,或者減小Ui、d.正確選項是B.答案：B5.如圖5所示，靜止的電子在加速電壓 Ui的作用下從。經(jīng)P板的小孔射出，又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場， 在偏轉(zhuǎn)電壓 5的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離. 現(xiàn)使Ui加倍，要想使電子的運動軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該（）A.使U2加倍5圖5B.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍C,使U2變?yōu)樵瓉淼挠帽禗,使U2變?yōu)樵瓉淼膇/2解析：要使電子的運動軌跡不變，則應(yīng)使電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后任一水平位移x所對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)距離y保持

6、不變.2i ,2_ i qU2 x 2 qU2Xi 2小由 丫= 2at =2 md (vo) =2mv02d和 qUi=2mv0 信2U2X 0y= 口y 4Uid見在x、y 一定時，“JUi.故A項正確.答案：A、多項選擇題（本題共4小題，每小題7分，共28分.每小題有多個選項符合題意，全部選對白得7分，選對但不全的得 3分，錯選或不答的得 0分）6.有三個質(zhì)量相等的分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的微粒，從極板左側(cè) 中央以相同的水平初速度 v先后垂直場強方向射入，分別落到極板B、C處，如圖6所示，則下列說法正確的有（A.落在A處的微粒帶正電，B處的不帶電，C處的帶負(fù)電A、+4 + + + 二+

7、HH號.):圖6B.三個微粒在電場中運動時間相等C.三個微粒在電場中運動的加速度aAaBEkBEkC解析：微粒在水平方向上均做勻速直線運動，且水平速度相同，三微粒在水平方向上 的位移，XcXbXa.則三微粒的運動時間為所以 tctBv tA微粒在豎直方向上做初速度為零的勻加速運動，則有d 12 12 122= 2aAtA = 2aBtB = 2actc所以aAaB0=2 .vo sin 9cos0電勢差U=Ex =2g22八mvo cos 0答案:鼠e2q22八mvo cos 02q(12分)如圖11所示，長L=1.2 m、質(zhì)量M = 3 kg的木板靜止放在傾角為 37的光滑斜 面上，質(zhì)量m=

8、 1 kg、帶電荷量q=+2.5X10-4 C的物塊放在木板的上端，木板和物塊 TOC o 1-5 h z 間的動摩擦因數(shù) 科=0.1,所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強E = 4.0X 104 n/c的勻強電場.現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上小港的拉力F = 10.8 N.取g=10 m/s2,斜面足夠長.求：年(1)物塊經(jīng)多長時間離開木板？(2)物塊離開木板時木板獲得的動能.圖11(3)物塊在木板上運動的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.解析：(1)物塊向下做加速運動，設(shè)其加速度為a1,木板的加速度為 a2,則由牛頓第二定律對物塊：mgsin37 (j(mgcos37 + qE)= ma1對

9、木板：Mg sin37 + Mmgcos37 + qE) F = Ma 2又1a1t22a2t2= L得物塊滑過木板所用時間t= J2 s.(2)物塊離開木板時木板的速度v2= a2t=342 m/s.其動能為 Ek2 = 2M v 22 = 27 J(3)由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為Q= F 摩x 相=Mmgcos37 + qE) L= 2.16 J.答案：(1) 2 s (2)27 J (3)2.16 J(14分)(2010南京*II擬)一質(zhì)量為m、帶電荷量為+ q的小球以水平初速度v0進(jìn)入豎直向上的勻強電場中，如圖 12甲所示.今測得小球進(jìn)入電場后在豎直方向下降的高度y與水平方向的位移x之間的關(guān)系如圖12乙所示.根據(jù)圖乙給出的信息，(重力加速度為g)求：圖12(1)勻強電場場強的大??；(2)小球從進(jìn)入勻強電場到下降h高度的過程中，電場力做的功;(3)小球在h高度處的動能.t,水平方向:解析：(1)小球進(jìn)入電場后，水平方向做勻速直線運動，設(shè)經(jīng)過時間v 0t= L豎直方向:所以E =2(mg-qE)