8 课时作业(七)　带电粒子在电场中的运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【金版新学案】同步导学（粤教版）

课时作业(七)　带电粒子在电场中的运动

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)

1．如图所示为电子枪的工作原理，金属丝加热后可以发射电子，发射出的电子被加速电场加速，穿出金属板上的小孔后，形成高速运动的电子束．其中加热电源的电动势为E，加速电压为U.下列说法正确的是(　　)

A．加热电源的正负极不能接反

B．加速电压的正负极不能接反

C．加速电场的电场线从金属丝发出，终止于金属板

D．电子被加速时，一定是沿着电场线运动的

B　[金属丝加热后发射电子，加热电源的正负极互换也不影响，故A错误；电子加速时，当加速电压正负极互换，电子不被加速，故B正确；电场线从正极板出发，终止于负极板，故C错误；电子被加速时，受到的电场力方向与电场线方向相反，是沿着电场线反方向运动的，故D错误．]

2．(2021·山东济宁高二上月考)如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．则(　　)

A．微粒带正、负电荷都有可能

B．微粒做匀减速直线运动

C．微粒做匀速直线运动

D．微粒做匀加速直线运动

B　[微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力，才能使得合力方向与速度方向在同一条直线上，由此可知，微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，合力方向与速度方向相反，故微粒做匀减速直线运动，B正确．]

3．(2021·山东聊城九校高二上联考)如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为m，电荷量为q1(q1>0)的粒子A；在负极板附近有一质量也为m、电荷量为－q2(q2>0)的粒子B．仅在电场力的作用下两粒子同时从静止

开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面Q，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是(　　)

A．电荷量q1与q2的比值为3∶7

B．电荷量q1与q2的比值为3∶4

C．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为9∶16

D．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为3∶7

B　[设电场强度大小为E，两粒子的运动时间相同，对带正电的粒子A，a1＝，l＝··t2，对带负电的粒子B，a2＝，l＝··t2，联立解得＝，选项A错误，B正确；由动能定理得qEd＝mv2－0，解得＝，选项C、D错误．]

4．如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该(　　)

A．使U2加倍     B．使U2变为原来的4倍

C．使U2变为原来的倍     D．使U2变为原来的

A　[设偏转电极的长度为L，板间距离为d，则根据推论可知，偏转距离y＝.使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，即y不变，则必须使U2加倍，故选A．]

5．(2021·山东聊城高一下期末)如图所示，半径R＝1.0 m的圆弧接收屏位于方向竖直向下的匀强电场中，OB水平．一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝0.01 C的带负电小球从与圆弧圆心O等高且距O点0.8 m处的A点以初速度v0＝4 m/s水平射出，小球恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出)，重力加速度g＝10 m/s2，则O、C两点间的电势差为(　　)

A．1 V     B．5 V

C．10 V     D．15 V

D　[小球在电场力和重力作用下做类平抛运动，因小球垂直打在C点，由类平抛运动规律知：C点速度方向的反向延长线必过O点，且OD＝AO＝0.8 m，则DC＝0.6 m，根据运动学公式有AD＝v0t，DC＝·t2，联立并代入数据可得E＝25 N/C，则UOC＝E·DC＝15 V，故选D．]

6．(2021·江苏镇江高一下期末)如图所示，水平放置的平行板电容器上极板上开有一个小孔，电容器两板间距离为d，所加电压恒定．现将一质量为m、所带电荷量为＋q的小球从小孔正上方2d高处由静止开始释放，从小孔进入电容器后恰好做匀速直线运动．重力加速度为g.

(1)求小球刚进入电容器时的速度大小；

(2)求电容器两板间电势差，并判断上、下极板哪一板电势较高；

(3)若在其他条件不变的情况下，仅将下极板向下移动距离D．求：

①小球在电容器内运动的加速度大小；

②小球到达下极板时的速度大小．

解析：　(1)根据自由落体运动公式v2＝2g2d，代入数据得v＝2.

(2)小球进入电容器后做匀速直线运动，根据二力平衡条件qE＝mg，E＝，代入数据得U＝，根据电场力的方向及小球电性可知，下极板电势较高．

(3)由题意可知，两极板间电压恒定，由E＝可知，将下极板向下移动距离d后，场强和电场力均变为原来的二分之一．

①根据牛顿第二定律mg－mg＝ma，a＝g；

②从静止释放到小球到达下极板过程中，根据动能定理mg(2d＋2d)－qU＝mv12，代入数据v1＝.

答案：　(1)2　(2)　下极板电势较高

(3)①g　②

7．如图所示，离子发生器发射一束质量为m、电荷量为＋q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0从a点沿ab方向