学人教版选修31 1.9电带电粒子在电场中的运动 作业.docx

2017-2018学年度人教版选修3-1 1.9电带电粒子在电场中的运动 作业1距离足够大的金属板a、b间有一电子(不计重力影响)，在a、b间接有如图所示的正弦式电压u，t0时电子从静止开始运动，则()a. 电子做往复运动b. 在足够长的时间后，电子一定要碰到某个金属板上c. tt/2时，电子速度达到最大值d. tt时，电子将回到原出发点2如图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条电场线上的两点，若将一负电荷从a点自由释放，负电荷沿电场线从a到b运动过程中的速度图象如图乙所示比较a、b两点电势的高低和场强大小可知( )a. ab b. aeb d. eafq5如图所示，在场强为e的匀强电场中，a、b两点间的距 离为l，ab连线与电场方向的夹角为，则a、b两点间的电势差为（ ）a. elsin b. elcos c. el d. el6电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间a. 随电压的增大而减小b. 随电压的增大而增大c. 若加大两板间距离，时间将减小d. 与电压及两板间距离均无关7对公式v= 2qum的适用条件，下列说法中正确的是 （）a. 只适用于匀强电场中，v00的带电粒子被加速b. 只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向平行的情况c. 只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向垂直的情况d. 适用于任何电场中，v00的带电粒子被加速8下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差u后，哪个粒子获得的速度最大 （）a. 质子11h b. 氘核12h c. 粒子24he d. 钠离子na+9质子()、粒子()、钠离子(na)三个粒子分别从静止状态经过电压为u的同一电场加速后，获得动能最大的是()a. 质子() b. 粒子()c. 钠离子(na) d. 都相同10如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经a点飞向b点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）a. 粒子带正电b. 粒子在a点加速度大c. 粒子在b点电势能较大d. 粒子通过b点时动能大11质子和粒子从静止开始，经过同一电压加速后，再垂直进入同一匀强偏转电场。试证明两粒子离开偏转电场时沿电场方向的位移相同。12一质量为m4.01015kg、电量为q2.0109c的带正电质点（不计重力作用），以v04.0104m/s的初速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域，并从b点离开电场区域，离开电场区域时的速度为v5.0104m/s，求； （1）电场中a、b两点的电势差uab； （2）带电质点离开电场时的速度在电场方向上的分量。13如图所示，a、b为两块足够大的相距为d的平行金属板，接在电压为u的电源上在a板的中央p点放置一个电子发射源可以向各个方向释放电子设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v求电子打在b板上的区域面积？(不计电子的重力)14如图所示，水平放置的两平行金属板a、b相距d，电容为c，开始两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电量q、质量为m的带电液一滴一滴地从小孔正方h高处无初速度地滴下，落向b板后电荷全部传给b板。 （1）第几滴液滴在a、b间做匀速直线运动? （2）能够到达b板的液滴不会超过多少滴?15在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于o点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放。已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为（如图），求小球经过最低点时细线对小球的拉力。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1bc【解析】电子始终朝一个方向运动，不断交替加速、减速，故b、c正确综上所述本题答案是：bc2bc【解析】由v-t图象可知，v变大，a变小，则电场力方向向右，且为负电荷，故电场线由ba，eaeb，故b、c正确。3d【解析】试题分析：在匀强电场中，电场强度与两点间电势差的关系是两点间电势差等于场强与两点间沿电场方向距离的乘积在匀强电场中电场强度处处相同公式u=ed只适用于匀强电场由公式u=ed得，在匀强电场中，两点间电势差等于场强与两点间沿电场方向距离的乘积，ac错误；在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电势差越大，由公式e=ud得电场强度e相同，b错误；公式u=ed是根据公式w=qu和w=qed结合推导出来，w=qed只适用于匀强电场，所以公式u=ed只适用于匀强电场，d正确4c【解析】试题分析：根据轨迹弯曲的方向判断电荷的正负，电场线的疏密表示场强大小，电场线由正电荷出发，终止于负电荷电场线的疏密程度不一样，所以该电场不是匀强电场，a错误；因为是从a极板出发，故a极板带正电，b错误；粉尘受到的电场力指向轨迹的内侧，所以与电场方向相反，故带负电，c正确；q点的电场线较密，故在q点的电场强度较大，所以在q点受到的电场力较大，d错误5b【解析】由题，a、b两点间的距离为l及ab连线与电场方向的夹角为，则这两点沿电场方向的距离d=lcos，a、b两点间的电势差u=ed=elcos故选b.点睛：本题首先要想到匀强电场中电势差与场强的关系式u=ed，其次要正确理解d的含义：两点沿电场方向的距离6d【解析】电子在平行板间做类平抛运动，运动的时间等于沿初速度方向做匀速运动的时间，因为水平速度不变，所以电子穿越平行板所需要的时间与电压及两极板间的距离均无关，d正确。【点睛】本题只要根据平行于金属板的方向电子做匀速直线运动，由位移公式即可分析7d【解析】对于题给公式，是对于初速为零的情况推导出来的，又电场力做功仅决定于带电粒子在场中的起点和终点两个位置电势的差值，和电场是匀强电场还是非匀强电场无关，d正确。【点睛】应明确电场力做功表达式w=qu适用于任何电场8a【解析】设粒子的质量为m，末速度为n，带电量为q，则可以根据动能定理qu12mv2，可得加速终了时粒子的速度v2qum，从上式中不难看出，粒子在加速终了时的速度大小决定于带电粒子的比荷qm，对题中各粒子来讲，比荷最大的是质子，a正确。【点睛】本题关键根据动能定理列式求解出粒子速度的一般表达式再进行比较，再对表达式进行分析是解题的常用方法9b【解析】由可知：当u相同，粒子带2个单位的正电荷，电荷量最大，所以粒子获得的动能最大。故选b【点睛】考查动能定理的应用。10c【解析】粒子受到的电场力方向应指向轨迹的内侧，所以电场力方向与电场线方向相反，即粒子带负电，a错误；电场线越密电场强度越大，所以在b点的加速度较大，b错误；从a点到b点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故c正确，d错误。故选c。【点睛】粒子运动轨迹为曲线，所以粒子受到的电场力方向应指向轨迹的内侧；正电荷所示电场力与电场方向相同，负电荷所受电场力与电场方向相反；电场力做负功，电势能增大，反之减小。11粒子沿偏转电场方向的位移y与粒子的质量和带电量无关，所以质子和粒子沿偏转电场方向的位移相同。【解析】设粒子的质量为m、电量为q，经电压u1加速后，根据动能定理qu1=12mv02粒子以速度v0垂直场强e的匀强电场，做类似平抛运动，沿v0方向做匀速运动，沿场强方向做匀加速运动.y=at22=qet22m粒子离开偏转电场沿v0方向的位移xl联立解得，粒子离开偏转电时沿场强方向的位移为：y=el24u1由此可知：粒子沿偏转电场方向的位移y与粒子的质量和带电量无关。所以质子和粒子沿偏转电场方向的位移相同.【点睛】带电粒子的偏转是类平抛运动,是匀变速曲线运动.12（1）9.0102v；（2）3.0104 m/s【解析】（1）只有电场力做功，由动能定理得：quab=12m(v2-v02)解得：uab=m2q(v2-v02)9.0102v。（2）vy=v2-v023.0104 m/s。【点睛】解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法，知道粒子在垂直电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上做匀加速直线运动，可以结合动力学知识或动能定理进行求解13【解析】打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属板，在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向做匀速运动，即rvt在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即电子在平行电场方向上的加速度电子打在b板上的区域面积sr2由得【点睛】对于功的求解要根据题目选择正确的途径了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.14（1）cdmgq21；（2）mgc(h+d)q2【解析】（1）设第n滴恰在a、b间做匀速直线运动，则这时电容器的带电量为（n1）q，对第n滴液滴，根据它的受力平衡得： qe=mg，e=ud=qcd=(n1)qcd解得：n=mgcdq2+1。（2）当能够到达b板的液滴增多时，电容带电量q增大，两板间电压也增大；当某带电液滴到达b板速度恰好为零时，该液滴将返回，在ob间往复运动。设能够到达b板的液滴不会超过n，由动能定理有：qu=mg（h+d），qnqc=mg（hd）解得：n=mgch+dq2。点睛：本题主要考查了动能定理在电场中的应用，要知道当油滴滴到下极板时速度刚好为零，下面的油滴就不能滴到下极板上。15【解析】试题分析：据题小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为，由能量守恒定律可知电场力做负功，则知电场力方向水平向右小球从最右边摆到最左边的过程中，设摆长为l，根据动能定理，得： ，设小球摆到最低点时的