第10章 5 带电粒子在电场中的运动（课件+课时作业）-2019-2020学年高一物理【精讲精练】高中新课标辅导（人教版，必修第三册）

5　带电粒子在电场中的运动 [随堂巩固] 1．(带电粒子的直线运动)如图10－5－10所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电荷量为e。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是 A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变 B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍 C．若将两极板间距差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变 D．若将两极板间距差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半 解析　由动能定理有，故C、D项错误。 。若两极板间电势差增大一倍，则电子到达Q板时间减为原来的＝at2得t＝，由运动学公式d＝，电子的加速度a＝，可见电子到达Q板的速率与板间距离d无关，故A项对，B项错；两极板间为匀强电场E＝mv2＝eU，得v＝ 答案　A 　　 　图10－5－10　 　 　　图10－5－11 2．(带电粒子的直线运动)两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入，最远到达A点，然后返回，如图10－5－11所示，OA＝L，则此电子具有的初动能是 A.　　　D.　　　B．edUl　　　C. 解析　电子从O点运动到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题意和题图判断，电子仅受电场力，不计重力。根据能量守恒定律得，所以D正确。 ＝mv，故，UOA＝EL＝＝eUOA。因E＝mv 答案　D 3．(带电粒子的偏转)如图10－5－12所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极上，水平飞行距离之比为xA∶xB＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA∶mB以及在电场中飞行的时间之比tA∶tB分别为 图10－5－12 A．1∶1,2∶3　　　　　　　　　B．2∶1,3∶2 C．1∶1,3∶4　　　　　　　　　D．4∶3,2∶1 解析　粒子在水平方向上做匀速直线运动x＝v0t，由于初速度相同，xA∶xB＝2∶1，所以tA∶tB＝2∶1，竖直方向上粒子做匀加速直线运动y＝。综上所述，D项正确。 ＝×＝·＝，＝1∶4。而ma＝qE，m＝∶tat2，且yA＝yB，故aA∶aB＝t 答案　D [课下作业] [合格训练] 1．质子(He)、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[来源:Zxxk.Com]H)、α粒子( A．质子(He) H)　　　　　　B．α粒子( C．钠离子(Na＋)　　　　　　D．都相同 解析　qU＝mv2－0，U相同，α粒子带的正电荷多，电荷量最大，所以α粒子获得的动能最大，故选项B正确。 答案　B[来源:学科网ZXXK] 2．(2020·盐城期中)如图10－5－13所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的时间和速率，下列说法正确的是 图10－5－13 A．两板间距越大，则加速的时间越长，获得的速率越小 B．两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率越小 C．两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率不变 D．两板间距越小，则加速的时间不变，获得的速率不变 解析　由于两极板之间的电压不变， 所以极板之间的场强为E＝， 电子的加速度为a＝， ＝ 由此可见，两板间距离越小，加速度越大，电子在电场中一直做匀加速直线运动， 由d＝， at2＝ 所以电子加速的时间为t＝d， 由此可见，两板间距离越小，加速时间越短， 对于全过程，由动能定理可知，qU＝mv2， 所以电子到达B板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，故C正确，A、B、D错误。 答案　C 3．如图10－5－14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 图10－5－14 A．2倍　　　　　　　B．4倍 C.　　　　　　　　　D. 解析　电子在两极板间做类平抛运动，水平方向l＝v0t，t＝，故C正确。 ，即d∝，故d2＝at2＝，竖直方向d＝ 答案　C 4．如图10－5－15所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则 图10－5－15 A．a的电荷量一定大于b的电荷量 B．b的质量一定大于a的质量 C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷 解析　粒子在电场中做类平抛运动，由h＝得 <v0。由v0得：x＝v0· ，故选C。 > 答案　C 5．如图10－5－16所示，三个电荷量相同、