10.5 带电粒子在电场中的运动 学习任务单 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

 

必修三第十章《静电场中的能量》课前课中课后

试题精准练

 

教材：人教版必修三

课题：第十章《静电场中的能量》第5节 带电粒子在电场中的运动

 

一、课前预习精准练（10分钟）

（一）知识点梳理

二、带电粒子在匀强电场中的运动

1.加速

(1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv。(2)在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv。

2.带电粒子在匀强电场中的偏转

(1)条件：以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。

(2)运动形式：类平抛运动。

(3)处理方法：运动的合成与分解。

a.沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间t＝。

B.沿电场力方向为匀加速直线运动，加速度a＝＝＝。

C.离开电场时的偏移量y＝at2＝。

D.离开电场时的偏转角tan θ＝＝。

（二）课前小练

1.如图， 和 为两平行金属板，保持板间电压恒为 ，在 板附近有一电子由静止开始向 板运动，若增大两板间的距离，则电子(    )

1. 加速度增大       B. 到达 的时间变短

C. 到达 的速度增大 D. 到达 的速度不变

2.如图所示，两板间电场为匀强电场，板间电压为U，板间距离为d，再将质量为m、电量为q的粒子(重力忽略不计)从靠近左板的位置释放。请思考：

(1)匀强电场的场强，粒子的受力、加速度、射出电场时的速度分别多大？

(2)若板间电压保持不变，仅将板间距离变为原来的2倍，则场强，粒子的受力、加速度、出射速度怎样变化。

二、课中提升精准练（10分钟）

1.(多选)如图所示为一匀强电场，某带电粒子仅受重力和电场力作用从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是(　　)

A.粒子带负电

B.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J

C.粒子在A点的动能比在B点少0.5 J

D.粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J

2．如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子（忽略重力），以初速度v0平行于两极板进入匀强电场。

(1)运动状态分析：带电粒子的初速度方向跟电场方向垂直，静电力方向跟速度方向         同一直线上，带电粒子的运动轨迹将发生         ，带电粒子的运动轨迹是一条         ，类似         的轨迹。

(2)运动规律分析：对这种带电粒子运动规律的分析思路，跟分析         是一样的，即将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解。

①沿         方向的分运动为匀速直线运动。

②沿         方向的分运动为初速度为0的匀加速直线运动。

3.如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N接直流电源，两极板间的距离为L＝15 cm.上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h处的B点有一小油滴自由落下．已知带正电小油滴的电荷量q＝3.5×10－14 C、质量m＝3.0×10－9 kg.当小油滴即将落到下极板时速度恰好为零．两极板间的电势差U＝6×105 V．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)

(1)两极板间的电场强度E的大小为多少？

(2)设平行板电容器的电容C＝4.0×10－12 F，则该电容器所带电荷量Q是多少？

(3)B点在A点正上方的高度h是多少？

 

4.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，从 点沿平行于板面的方向射入偏转电场，恰好从另一侧极板边缘射出。已知该电子的质量为 、电荷量为 ，加速电场的电压为 。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为 ，极板长度为 ，板间距为 ，下极板接地。忽略该电子所受的重力。求：

（1） 电子射入偏转电场时的速度大小 ；

（2） 电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离 ；

（3） 电子在 点具有的电势能 。

 

 

 

三、课后巩固精准练（10分钟）

1.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，以下判断错误的是(　　)

A.带电油滴将沿竖直方向向下运动

B.P点的电势将升高

C.电容器所带电荷量将减少

D.平行板电容器的电容将变小