2019-2020年高中物理 第1章 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動練習(xí) 新人教版選修3-11帶電粒子的加速(1)運(yùn)動狀態(tài)分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，受到靜電力與運(yùn)動方向在同一直線上，做勻加(減)速直線運(yùn)動(2)用功能觀點分析：粒子動能的變化量等于靜電力做的功(語言敘述動能定理)qUmv2(初速度為零時)qUmv2mv(初速度不為零時)注意：以上公式適用于勻強(qiáng)或非勻強(qiáng)電場2帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(限于勻強(qiáng)電場)(1)帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時，受到恒定的與初速度方向垂直的靜電力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(軌跡為拋物線)(2)偏轉(zhuǎn)運(yùn)動的分析處理方法(類似平拋運(yùn)動分析方法)沿初速度方向以速度v0做勻速直線運(yùn)動沿電場力方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(3)基本公式加速度：a運(yùn)動時間：t離開電場的偏轉(zhuǎn)量：y偏轉(zhuǎn)角：tan .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出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點，然后返回，如圖所示，OAh，此電子具有的初動能是(D)A. BedUh C. D.解析：由動能定理得：ehEk，所以Ek.2(多選)如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)對礦粉分離的過程，下列表述正確的有(BD)A帶正電的礦粉落在右側(cè) B電場力對礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢能變大 D帶正電的礦粉電勢能變小解析：正、負(fù)電的礦粉受電場力做正功分別落到左、右兩側(cè)，根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關(guān)系有正、負(fù)電的礦粉的電勢能都變小，故選B、D.3帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(除電場力外不計其他力的作用)(B)A電勢能增加，動能增加 B電勢能減小，動能增加C電勢能和動能都不變 D上述結(jié)論都不正確解析：整個過程電場力做正功，只有電勢能與動能之間相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)能量守恒，減小的電勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，故A、C、D錯誤，B正確點評：從能量守恒的角度考慮整個過程時，一個能量減小量，一定等于另一個能量的增加量4電子以初速度v0沿垂直場強(qiáng)方向射入兩平行金屬板中間的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)增大兩板間的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電子穿越平行板所需要的時間 (D) A隨電壓的增大而減小B隨電壓的增大而增大C加大兩板間距離，時間將減小D與電壓及兩板間距離均無關(guān)解析：電子垂直于場強(qiáng)方向射入兩平行金屬板中間的勻強(qiáng)電場中，在平行于金屬板的方向電子不受力而做勻速直線運(yùn)動，由Lv0t得，電子穿越平行板所需要的時間為t，與金屬板的長成正比，與電子的初速度大小成反比，與其他因素?zé)o關(guān)，即與電壓及兩板間距離均無關(guān)點評：本題只要根據(jù)平行于金屬板的方向電子做勻速直線運(yùn)動，由位移公式即可分析5如下圖所示，電子在電勢差為U1的電場中加速后，垂直射入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是(B)AU1變大、U2變大 BU1變小、U2變大CU1變大、U2變小 DU1變小、U2變小6如下圖所示，靜止的電子在加速電壓為U1的電場的作用下從O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U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離現(xiàn)使U1加倍，要想使電子的運(yùn)動軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該使(A)AU2加倍 BU2變?yōu)樵瓉淼?倍CU2變?yōu)樵瓉淼谋?DU2變?yōu)樵瓉淼?/2倍能力提升7如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場射入勻強(qiáng)電場中，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?C)A2倍 B4倍 C.倍 D.倍解析：電子在兩極板間做類平拋運(yùn)動：水平方向：lv0t，t.豎直方向：dat2t2，故d2，即d ，故選項C正確. 8如圖所示，從燈絲發(fā)出的電子經(jīng)加速電場加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，若加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場中的偏轉(zhuǎn)量y增大為原來的2倍，下列方法中不可行的是(C)A使U1減小為原來的B使U2增大為原來的2倍C使偏轉(zhuǎn)板的長度增大為原來2倍D使偏轉(zhuǎn)板的距離減小為原來的分析：電子先經(jīng)加速電場加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，根據(jù)動能定理求出加速獲得的速度與加速電壓的關(guān)系由牛頓第二定律求出電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的加速度，根據(jù)運(yùn)動的合成與分解，推導(dǎo)出電子在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)量與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系，再綜合得到偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)量與加速電壓、偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系，再進(jìn)行選擇解析：設(shè)電子的質(zhì)量和電量分別為m和e.電子在加速電場中加速過程，根據(jù)動能定理得eU1mv電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動，加速度大小為a電子在水平方向做勻直線運(yùn)動，則有t在豎直方向做勻加速運(yùn)動，則有偏轉(zhuǎn)量yat2聯(lián)立上述四式得，y根據(jù)上式可知，要使電子在電場中的偏轉(zhuǎn)量y增大為原來的2倍，使U1減小為原來的；使U2增大為原來的2倍；使偏轉(zhuǎn)板的長度L增大為原來2倍故C錯誤；使偏轉(zhuǎn)板的距離減小為原來的.故D正確故選C.點評：本題粒子從靜止開始先進(jìn)入加速電場后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，得到的結(jié)論與粒子的質(zhì)量和電量無關(guān)9電子電量為e，質(zhì)量為m，以速度v0沿著電場線射入場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，如圖所示，電子從A點入射到達(dá)B點速度為零，則AB兩點的電勢差為多少？AB間的距離為多少？解析：由分析知，電子進(jìn)入電場，只在電場力作用下運(yùn)動，所以電場力對電子做負(fù)功由動能定理得：eU0mvU又UEd，d.答案：