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《2020_2021学年高中物理第一章静电场9带电粒子在电场中的运动课时作业含解析新人教版选修3_120210223266.doc》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、带电粒子在电场中的运动(20分钟 50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.如图所示,a、b、c表示点电荷的电场中三个等势面,它们的电势分别为φa=U,φb=U,φc=U。一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为vb,则它经过等势面c时的速率为( )A.2vbB.4vbC.vbD.vb【解析】选D。粒子由a至b过程中,根据动能定理q(φa-φb)=m-0,由b至c过程中,根据动能定理q(φb-φc)=m-m,解得vc=vb,D对。2.(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的
2、一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是( )-11-A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过平面d时的2倍【解析】选A、B。a到d的过程中克服电场力做功为6eV,所以电场方向水平向右,每个间距电势差为2V,所以平面c电势为零,故A正确。由于电子不一定垂直等势面进入,可能做曲线运动,所以可能到达不了f平面,B正确。整个过程中能量守恒,可得平面a、b、c、d、f的电势能分别为-4eV、-2
3、eV、0eV、+2eV、+4eV,动能分别为+10eV、+8eV、+6eV、+4eV、+2eV,C错误。电子经过b、d平面时的动能分别是8eV和4eV,所以该电子经过b平面时的速率是经过d平面时的倍,D错误。3.(多选)示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的( )A.极板X应带正电B.极板X′应带正电C.极板Y应带正电D.极板Y′应带正电【解析】选A、C。由题意可知,在XX′方向上向X方向偏转,X带正电,A对B错;在YY′方向上向Y方向偏转,Y带正电,C对D错。4.下列粒子从静止状态经
4、过电压为U的电场加速后速度最大的是( )A.质子HB.氘核H-11-C.α粒子HeD.钠离子Na+【解析】选A。Uq=mv2得v=,比荷最大的获得的速度最大。5.(2019·某某高考)一匀强电场的方向竖直向上,t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则P-t关系图象是( )【解析】选A。带电粒子水平射入匀强电场中,带电粒子所受的电场力F不变,加速度a=恒定,粒子在电场的方向上做初速度为零的匀加速运动,vy=at=t,故电场力对粒子做功的功率P=Fvy=t,即电场力对粒子做功的功率与时间成正比关系,所以选项
5、A正确,B、C、D错误。6.一束正离子以相同的速率从同一位置,垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有离子( )A.都具有相同的质量B.都具有相同的电量C.具有相同的荷质比D.都是同一元素的同位素【解析】选C。轨迹相同的含义为:偏转位移、偏转角度相同,即这些离子通过电场时轨迹不分叉。tanθ==,所以这些离子只要有相同的荷质比,轨迹便相同,故只有C正确。二、非选择题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有利于工-11-人健康等优点,其装置示意图如图所示。A、B为两
6、块平行金属板,间距d=0.30m,两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的质量m=2.0×10-15kg,电荷量q=-2.0×10-16C。喷出的初速度v0=2.0m/s。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略。求:(1)微粒落在B板上的动能。(2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间。(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积。【解析】(1)根据动能定理qEd=Ek-m代入数
7、据解得微粒打在B板上时的动能EkB=6.4×10-14J(2)微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短,a==m/s2=1×102m/s2由d=v0t+at2可解得t=0.06s(3)由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向的,因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形。喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒,在电场中做抛物线运动,-11-沿电场方向运动的加速度a=运动的位移d=a油漆颗粒沿垂直于电场方向匀速运动,运动的位移即为落在B板上圆周的半径,R=v0t1微粒最后落在B板上所形成的圆面积S=πR2联立以上各式,得S=代入数据解得S=7.5×10-2m2答案:(1)6.
8、4×10-14J (2)0.06s (
