2021_2021高中物理第一章第九节带电粒子在电场中的运动练案新人教版选修3_1.doc

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1、1.9 带电粒子在电场中的运动练案 当堂检测 A组（反馈练）1真空中水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从负极板中央以初速度vo垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经的距离就要返回，若要使粒子经才返回，可采用的方法是（ ） A、初速度vo增大一倍 B、仅使板间电压U减半 C、初速度vo和板间电压U同时增大一倍 D、初速度增为2vo,同时使板间距离增加2. 一静止电子开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则必须使（ ）A、U1、U2都同比例增大

2、 B、U1、U2都同比例减小 C、U1减小、U2增大 D、U1增大、U2减小3. 如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( ) A2倍 B4倍 C0.5倍 D0.25倍4. 如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从上板带负电、下板带正电的平行金属板间的P点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A、B、C三点，则（ ）A. A带正电、B不带电、C带负电B. 三小球在电场中运动时间相等C. 在电场中加速度的大

3、小关系是 aAaBaCD. 到达正极板时动能大小关系是EkAEkBEkC5在图甲所示的平行板电容器A、B两板上加上如图乙所示的交变电压，开始时B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中始终不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)（ ）A.电子一直向A板运动.电子一直向B板运动.电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动.电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做来回周期性运动6. 如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处于水平飞入两极间，两极不加电压时，恰好从下

4、板边缘飞出，若给A、B两极加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U= _ 。 B组（拓展练）1. 粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比，动能增量之比_。2、如图所示，一个电子(质量为m)电荷量为e，以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的场强大小为E，不计重力，问： (1)电子在电场中运动的加速度 (2)电子进入电场的最大距离 (3)电子进入电场最大距离的一半时的动能3如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上在A板上的中央P点处放置一个电子放射源，可以向

5、各个方向释放电子设电子的质量m、电荷量为e，射出的初速度为v求电子打在B板上区域的面积lv04. 如图所示，一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，细管上端口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过细管，可在细管上方的整个区域里加一个电场强度方向水平向左的匀强电场，求： (1)小球的初速度v0. (2)电场强度E的大小 (3)小球落地时的动能Ek5. 如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1=4cm，板间距离d=1cm。板右端距离荧光屏L2=18cm，（水平偏转电极上不加电压，没有画出.）电子沿中心线进

6、入竖直偏转电场的速度是，电子电荷量 ，质量。(1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？(2)若在偏转电极上加的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？L1L2OOOd第一章静电场复习小结知识框图课堂练习1、关于电势和电势能下列说法中正确的是( )A. 在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大；B. 在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势

7、能. 2、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，a表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则( )A.a变大，F变大B.a变大，F变小C.a不变，F不变D.a不变，F变小3、在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极小有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到时可击昏敌害身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 V 典题探究一、电场的基本性质【例1】如图中虚线表示等势面，相邻两等势面间电势差相等。有

8、一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在a点的动能为20eV，运动到b点时的动能为2eV。若取c点为零电势点，则当粒子的电势能为-6eV时，它的动能是（ ）A. 16 B. 14 C. 6 D. 4 【解析】因该带正电的粒子从点运动到点动能减少了，则运动至等势面时的动能，带电粒子的总能量为 ： 。当粒子的电势能为时，动能，选项B正确。【拓展】带电粒子只在电场力作用下运动，动能和电势能相互转化，总能量守恒。 【例2】如图所示，在真空中，两条长为60 cm的丝线一端固定于O点，另一端分别系一质量均为0.1g的小球A和B。当两小球带相同的电荷量时，A球被光

9、滑的绝缘挡板挡住，且使OB线保持与竖直方向成600角而静止。求：（1）小球所带电荷量；（2）OB线受到的拉力。【解析】作B 球的受力分析图如图所示，B受G、F、T三力作用，三力平衡时表示三力的有向线段依次相接可以组成一个封闭的力三角形。由图可知，该力三角形与几何三角形AOB相似，由于AOB为等边三角形，故力三角形也是等边三角形。设AB长为，则（1）由，得小球电荷量为：（2）OB线受的拉力为二、电容器【例3】如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则（ ）A. 电荷将向上加速运动B. 电荷将向下加速运动C。电流表中将

10、有从a到b的电流D。电流表中将有从b到a的电流【解析】充电后电容器的上极板A带正电。不断开电源，增大两板间距，U不变、d增大。由知电容C减小。由知极板所带电荷量减少。由知两极板间场强减小。场强减小会使电荷q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷q向下加速运动。极板所带电荷量减少，会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流。电流表中将会有由b到a的电流，选项BD正确。【拓展】讨论电容器动态变化问题时的两个基本出发点：（1）若充电后不断开电源，则两极板间电压U不变；（2）若充电后断开电源，则两极板所带电荷量不变。 三、带电粒子在电场中的运动【例4】如图所示，A、B为平行金属板，两板相距

11、为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极间的电压不变，则： 把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落以上判断正确的是（ ）A. B. C. D. 【解析】考查质点自P下落到N孔处的全过程。根据动能定理，在A、B两板没有移动时 ： （1）

12、其中m和q分别为质点的质量和带电荷量，U为两极板间的电压。当A板向上或向下移动一小段距离时，由于极板间电压不变，故（1）式仍成立，故正确，错误。当B板向上平移一小段距离时，质点自P下落至N的距离，即有 （2）（2）式表明质点未到N即返回。当B板向下平移一小段距离时，质点自P下落至N的距离，即有 ： （3）（3）式表明质点能穿过N孔继续下落。正确，即应选D。【拓展】物理情境中某个因素发生变化时，要善于探索随之变化的其他因素，更要能够正确发现不变的因素，即所谓的“异中求同”，这往往是解题的关键。比如在本题中A、B两极板分别移动时，两极板间电压不变，而极板间的场强将发生改变。【例5】如图所示，在倾角

13、37的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2m，质量10g，带电荷量 的物体与斜面的摩擦系数为，物体在斜面中点时速度大小为，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失，物体在运动中电荷量不变。在斜面上方存在一平行斜面向上的匀强电场，电场强度。求物体在斜面上通过的路程？（）【解析】分析物体受力，考察到： 且 则可知故物体最后应停在紧靠上边弹性板处。设物体在斜面上通过的总路程为S，对整个全程由动能定理得：解得：S=40m练案当堂检测 A组（反馈练）1.BC 2.C 3.C 4.ACD 5.B 6. B组（拓展练）1. 1：2 2：1 2. (1) (2) (3) 3 4. (1) (2)E= (3) 5. (1) U=91V (2) l=3cm 7