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《2019-2020年高中物理 带电粒子在电场中的运动课时训练9（含解析）新人教版选修3-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2019-2020年高中物理带电粒子在电场中的运动课时训练9（含解析）新人教版选修3-11.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线AB为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在静电力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )答案:A解析:因粉尘带负电,故带电粉尘所受静电力的方向与电场线的切线方向相反,轨迹上任何一点的切线方向为运动方向,若粒子做曲线运
2、动,轨迹应出现在速度方向和静电力的方向所夹的区域内。从轨迹上找几个点判断一下,只有A项符合。2.如图所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,A、B为一竖直线上的两点,相距为l,外力F将质量为m、带电荷量为-q(q>0)的微粒从A点匀速移到B点,重力不能忽略,则下面说法中正确的是( )A.外力的方向水平向右B.外力的方向竖直向上C.外力的大小等于qE+mgD.外力的大小等于答案:D解析:分析微粒受力,重力mg、静电力qE、外力F,由于微粒做匀速运动,三个力的合力为零,外力的大小和重力与静电力的合力大小相等,F=,F的方向应和重力与静电力
3、的合力方向相反,选项D正确。3.(多选)三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场,出现了如图所示的运动轨迹,由此可判断( )A.在B飞离电场的同时,A刚好打在负极板上B.B和C同时飞离电场C.进入电场时,C的速度最大,A的速度最小D.动能的增加值C最小,A和B一样大答案:ACD解析:由题意知,三个α粒子在电场中的加速度相同,A和B有相同的偏转位移y,由公式y=at2得,A和B在电场中运动时间相同,由公式v0=得vB>vA,同理,vC>vB,故三个粒子进入电场时的初速度大小关系为vC>vB>vA,故A、C正确,B错误;由题图知,三个粒子的
4、偏转位移大小关系为yA=yB>yC,由动能定理可知,三个粒子的动能增加值为C最小,A和B一样大,D正确。4.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为0,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )A. B.C.D.答案:B解析:设电子刚射出电场时的速度为v,长为Δl的电子束内的电子数为n,则eU=mv2,I=,Δt=。由以上各式得n=。故选项B正确。5.一个初动能为Ek的电子,垂直电场线飞入平
5、行板电容器中,飞出电容器的动能为2Ek,如果此电子的初速度增至原来的2倍,则它飞出电容器的动能变为( )A.4EkB.8EkC.4.5EkD.4.25Ek答案:D解析:平行板间电场可看成匀强电场。据动能定理得qU=2Ek-Ek=Ek。当电子的速度增为原来的2倍时,它的初动能变为4Ek,在电场中运动时间变为原来的,逆着电场线方向的位移由h=at2变为原来的,所以进入点与飞出点的电势差U'=U,又由动能定理可得qU'=Ek'-4Ek,Ek'=4Ek+qU=4Ek+Ek=4.25Ek。6.如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速
6、后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为l。为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量),可采用的方法是( )A.增大两板间的电势差U2B.尽可能使板长l短些C.尽可能使板间距离d小一些D.使加速电压U1升高一些答案:C解析:电子的运动过程可分为两个阶段,即加速和偏转。分别根据两个阶段的运动规律,推导出灵敏度()的有关表达式,然后再判断选项是否正确,这是解决此题的基本思路。电子经电压U1加速有:eU1=m,电子经过偏转电场的过程有:l=v0t,h=at2=t2=。由以上各式可得=。因此要提高灵
7、敏度,若只改变其中的一个量,可采取的办法为增大l,或减小d,或减小U1。所以本题的正确选项为C。7.一个电子以4.0×107m/s的初速度沿电场线方向射入电场强度为2.5×104N/C的匀强电场中,问:这个电子在电场中能前进多远?用的时间是多少?这段距离上的电势差是多少?(电子质量m=0.91×10-30kg)答案:0.182m 9.1×10-9s 4.55×103V解析:电子在电场中做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得电子的加速度a=①电子在电场中前进的时间t=②电子在电场中前进的距离x=at2③由①②③解得x=0.182m,t=9.1×10-
8、9s这段距离上的电势差U=Ex=4.55×103V。8.如图所示,有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间,若
