重难点10 带电粒子在电场中的运动-2022-2023学年高一物理下学期题组法突破重难点（人教版2019）

人教版新教材高中物理必修第三册 第十章：静电场中的能量 带电粒子在电场中的运动 （题组分类训练） 题组特训 特训内容 题组一 带电粒子在电场中的加速 题组二 带电粒子在电场中的偏转 题组三 示波管的原理 题组四 带电粒子在电场中运动的综合应用 基础知识的回顾： 带电粒子在电场中的加速 1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力（重力）的作用，但万有引力（重力）一般远小于静电力，可以忽略不计。 （1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力（但并不忽略质量）。 （2）带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。 2．两种分析 （1）用运动状态分析：带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。 （2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功（电场可以是匀强电场或非匀强电场）。 3．带电粒子的加速：如图所示，质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中： （1）静电力对它做的功：W＝qU。 （2）设带电粒子到达负极板时速率为v，它的动能为Ek＝mv2。 （3）由动能定理可知，qU＝mv2可解出v＝。 若粒子的初速度不为零，则：mv2－mv＝qU⇒v＝。 说明：带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用。 题组特训一：带电粒子在电场中的加速 1．原来都是静止的质子（）和α粒子（），经过同一电场加速后，它们的动能大小之比为（　　） A．1：2 B．1：1 C．2：1 D．2：3 2．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（　　） A．仅增大U B．仅减小U C．仅增大d D．仅减小d 3．新冠疫情期间，人们出门戴口罩。口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极间存在高压，针尖附近的空气被电离后，带电尘埃在电场力的作用下运动，被熔喷布捕获。已知正、负极间的电压为，尘埃受到的重力可以忽略不计，则针状电极附近的带电荷量为、质量为的带负电尘埃被熔喷布捕获时的速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电压400V。一个动能为500eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，则电子离开电场时的动能大小为（　　） A．100eV B．400eV C．500eV D．900eV 5．如图所示，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，电子到达Q板时的速率为v，若两极板间电压变为原来的两倍，其它条件都不变，则电子到达Q板时的速率为 A．V B．2v C． D． 6．如图所示，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，OA=h，此电子具有的初动能是（　　） A． B． C． D． 7．（多选）如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，下列解释正确的是（　　） A．两板间距越大，加速的时间就越长 B．两板间距越大，则电子到达B板时获得的速率越大 C．两板间距越小，则电子到达B板时获得的速率越大 D．电子到达B板时的速率，与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关 8．（多选）如图为密立根油滴实验的原理示意图。两块水平放置的金属板间存在竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入油滴。通过显微镜在电场中可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g，不计油滴间相互作用力，则下列说法正确的是（　　） A．该悬浮油滴带负电 B．该悬浮油滴带正电 C．该悬浮油滴的电荷量为 D．该悬浮油滴的电荷量为 9．如图所示，水平放置的充电的平行金属板相距为d，其间形成匀强电场。一带正电油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴的质量为m，带电量为q，则不正确的是（　　） A．油滴的加速度为零 B．油滴的电势能增加了 C．两极板的电势差为 D．场强的方向竖直向上 10．如图所示，质量为m=1.0×10-2kg、带电荷量为q=+1.0×10-4C的小球（可视为质点）置于光滑绝缘水平面上的A点，当空间存在斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，当