第6讲 带电粒子在电场中运动（演练方阵）-2020-2021学年高二物理上册同步训练教师免备课

第6讲 带电粒子在电场中运动 演练方阵 类型一：带电粒子在电场中的加速减速运动 ☞考点说明：带电粒子在电场中加速减速运动 【易】1．如图所示，P和Q为两平行金属板，板间有一定电压，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是（　） A．电子到达Q板时的速率，与加速电压无关，仅与两板间距离有关 B．电子到达Q板时的速率，与两板间距离无关，仅与板间电压有关 C．两板间距离越小，电子的加速度就越小 D．两板间距离越大，加速时间越短 【答案】B。 【解析】AB、电子从负极板到正极板由动能定理有：Uq=mv2，求得v=，所以到达正极板的速度只与电压有关，而与板距无关，选项A错误，选项B正确。 C、据牛顿第二定律可得加速度a==，所以当板距越小时，加速度越大，选项C错误． D、电子从负极板向正极板运动做匀加速直线运动，由运动学公式可得时间t==d，极距越大，时间越长，所以选项D错误． 【易】2．两平行金属板相距为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出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA=h，此电子具有的初动能是（　） A． B．edUh C． D． 【答案】D。 【解析】设出电子的初动能Ek0，末动能为零，极板间的电场E=，根据动能定理：-eEh=0-Ek0，解得：Ek0=故D正确ABC错误． 【易】3．在如图所示的匀强电场中，一个点电荷从P点由静止释放后，以下说法中正确的是（　） A．该点电荷可能做匀变速曲线运动 B．该点电荷一定向右运动 C．电场力对该点电荷可能不做功 D．该点电荷一定做匀加速直线运动 【答案】D。 【解析】A、点电荷不论是否受重力，合力均恒定，从静止释放后，做匀加速直线运动，故A错误，D正确。 B、点电荷可能受重力和电场力作用，合力斜向下，斜向下做匀加速直线运动，故B错误． C、在运动的过程中，电场力做正功，故C错误． 【难】4．如图所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐射的电场．坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为E，大量电荷量为-q（q>0）、质量为m的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度v0沿x轴正方向射入匀强电场，若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其它粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走并不影响原来的电场分布，不计粒子的重力及它们间的相互作用，下列说法正确的是（　） A．能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上 B．到达坐标原点的粒子速度越大，到达O点的速度方向与y轴的夹角θ越大 C．能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU D．若U<，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮 【答案】CD。 【解析】A、设粒子开始时的坐标为（-x，-h），粒子在电场中运动过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得 x=v0t；①h=at2②qE=ma；③联立得：h=()2④ 可知能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条抛物线上．故A错误； B、粒子的初速度是相等的，到达O点的粒子速度越大，则沿y方向的分速度越大．粒子到达O点时，沿+y方向的分速度vy 速度与x正方向的夹角θ满足：tanθ=⑥ 可知到达坐标原点的粒子速度越大，到达O点的速度方向与x轴的夹角θ越大，与y轴的夹角越小．故B错误； C、负电荷进入第一象限后电场力做负功，而到达荧光屏的粒子的速度必须大于等于0，由功能关系可知：mv2-qU>0⑦ 即能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU．故C正确； D、粒子在电场中的偏转角：tanθ==⑧，粒子在偏转电场中运动的时间不同，则进入第一象限后速度与y轴之间的夹角不同．所以从不同的位置开始偏转的粒子，可以以任意夹角进入第一象限，所以若U<，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮．故D正确． 【中】5．如图所示，匀强电场方向水平向左，带正电的物体沿绝缘的水平板向右做匀变速运动，经A点时，动能为100J，到B点时动能减少了80J，电势能增加了48J，当物体再次回到A点时动能为（　） A．36J B．40J C．20J D．60J 【答案】A。 【解析】从A到B的过程中，减少的动能中有转化为电势能，可知克服电场力做功与克服摩擦力做功之比为3：2．故摩擦力做功Wf=80-48=32J；对B点向左到返回A点的过程运用动能定理，则有：-2Wf=EK′-EK解得EK′=36J。 故A正确BCD错误． 【易】6．如图所示的匀强电场，电场强度E=2×104N/C．电场中一电荷只受到电场力作用，电场力F=4×10-4N，电荷从电场中的A点由静止开始加速运动到B点，A、B之间的距离d=0.2m．求： （1）电荷的电性及所带电荷量q； （2）电场力对电荷所做的功W． 【答案】（1）q