人教版 (新课标)选修39 带电粒子在电场中的运动学案及答案

题型一 带电粒子在电场中的加速

如图1(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压．t＝0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0<t<8×10－10 s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是(　　)

A．0<t<2×10－10 s

B．2×10－10 s<t<4×10－10 s

C．4×10－10 s<t<6×10－10 s

D．6×10－10 s<t<8×10－10 s

拓展探究1：如图2所示，水平面绝缘且光滑，弹簧左端固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方向的匀强电场，一带电小球在静电力和挡板压力作用下静止．若突然将电场反向，则小球加速度的大小随位移x变化的关系图象可能是下图中的(　　)

                                .1.

拓展探究2：一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图4所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)

A．小球在水平方向一直做匀速直线运动

B．若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相同

C．若场强大小等于，小球经过每一无电场区的时间均相同

D．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同

达标训练

1．对下列物理公式的理解，其中正确的是(　　)

A．由公式a=可知，加速度a由速度的变化量v和时间t决定

B．由公式a=可知，加速度a由物体所受合外力F和物体的质量m决定

C．由公式E=可知，电场强度E由电荷受到的电场力F和电荷的电荷量q决定

D．由公式C=可知，电容器的电容C由电容器所带电荷量Q和两极板间的电势差U决定

2．某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，相距为d，今在板间中点放一电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力的大小为(　　)

A.           B.           C.            D.

3. 电子电荷量为e，质量为m，以速度v0沿着电场线射入场强为E的匀强电场中，如图1所示，电子从A点入射到达B点速度为零，则A、

B两点的电势差为________；A、B间的距离为________．

4．一带电粒子在电场中只受静电力作用时，它不可能出现的运动状态是(　　)

A．匀速直线运动       B．匀加速直线运动

C．匀变速曲线运动     D．匀速圆周运动

5．平行板间有如图2所示周期变化的电压．不计重力的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．下图中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是(　　)

                                .2.

6．图为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0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U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2)可采取的方法是(　　)

A．增大两板间电势差U2

B．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                                     图3

7. 一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b，从电容器边缘的P点(如图8所示)以相同的水平速度射入两平行板之间．测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2，若不计重力，则a和b的比荷之比是(　　)

A．1∶2         B．1∶8

C．2∶1         D．4∶1

8．如图所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m，电荷量为q的带负电小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程)．若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程变为原来的，求此电场的场强大小和方向．