第6期 带电粒子在电场中的运动-【数理报】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（教科版）

素养·拓展 数理招 (上接第3版) B.相邻圆筒间的缝隙越宽，质子每次被加 区域是偏转的 速获得的速度越大 (2)若>0，U=0,则粒子向 B组能力篇 C.质子穿过每个圆筒时，电源的正负极应 板偏移，若Uw=0,Uxx=0,则粒子 发生变化 打在荧光屏上 点，若Uy=0,Uxx> 一、多选题（本题共3小题，每小题6分，共 D.质子在每个圆筒内运动的时间通常应是 0,则粒子向 板偏移。 18分) 交变电压周期的 一半 三、解答题（共17分） 1.质子疗法的基本原 3.如图3所示 5.如图5所示，已知A、B板间加速电压为 理是通过加速器将质子加 空间内存在一个竖 U,偏转电场是由两个平行的相同金属极板C、 速到高能量，然后通过精 直向上的电场强度 D组成，C、D板间加偏转电压，C、D板间距为d, 确控制将高能量的质子束 为E、距离为d的电 图3 板长为L,极板C的右端到直线PO的水平距离 投射到肿瘤部位，从而精 场，带电荷量为q、质量为m的粒子以速度o沿 准地打击肿瘤细胞.如图1 水平方向进入，保持原有状态继续在电场中匀 为子L.电子从A极板附近由静止经电压加速，从 所示，若加速电场可看成单个匀强电场，质子从 速运动，后垂直打在斜面上，下列说法正确的是 B板的小孔射出，沿平行于金属板C、D的中轴线 静止开始被加速到1.0×10？m/s.已知加速电场 ( 进人偏转电场后恰好从D板的右端飞出偏转电 的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为 A.匀强电场的电势差U=2mg4 场，并打到靶台上中心点.电子质量为m,电荷 1.67×10-2”kg,电荷量为1.6×10-9C,则下列 9 量大小为e,忽略极板边缘的电场与电子间的相 说法正确的是 B.粒子带正电，到达斜面时速度的大小v= 互作用，不计空气阻力.求： A.加速过程中质子电势能减少 to (1)电子射入偏转极板C、D间时的速度大 B.质子所受到的电场力约为2×10-4N sin 370 小o; C.粒子经过整个过程机械能守恒 C.质子加速需要的时间约为8×10-8s D.能根据题目给出的数据求出A点到C点 (2)C、D板间偏转电压的大小U2; D.质子加速的直线长度约为2m 2如图2甲所示将来质子流注人长27km所用时间为： (3)图中OP的高度H 4o+4 的对撞机，使其在加速器中加速后相撞，能创造 二、填空题（共5分） 出与宇宙大爆炼后万亿分之一秒时的状态相类 4.如图4是示波管的原理图.它由电子枪、 似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子的特 偏转电极(XX'和YY)、荧光屏组成，管内抽成 性提供强有力的手段.设加速器由n个金属圆筒 真空.给电子枪通电后，如果在偏转电极XX'和 沿轴线排成一串，各筒相间地连到周期性变化的 电源两极上（如图乙所示），当质子束以一定的初 YY'上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中 心0点 速度从左侧沿轴线射入圆筒中后 伯由 图2 A.质子只可能在圆筒间的缝隙处做幼加速运动 (1)带电粒子在 区域是加速的，在 (参考答案见下期) 学习指南 的电压，故D正确 认识“示波器” 二、理解区分两种偏转电压 例2.如图1所示为示波管构造的示意图， 现在XX'间加上U.-t信号，YY'上加上Uy 信号，（如图2甲、乙所示）.则在屏幕上看到的 ©四川秋飏 图形是 编者按：有一种电子仪器叫示波器，可以用 B.要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在 来观察电信号随时间变化的情况.从近年各地偏转电极XX'YY'上加电压，且X比X'电势 的考查情况看，主要表现为以下两个方面： 高、Y比Y'电势高 一、理解示波管的工作过程 C.要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需 例1.如图1是示波管的原理图.它由电子 在偏转电极XX'上加特定的周期性变化的电压 枪、偏转电极(XX'和YY)、荧光屏组成，管内 (扫描电压) 抽成真空.给电子枪通电后，如果在偏转电极 D.要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，需 XX'和YY'上都没有加电压，电子束将打在荧 在偏转电极XX'上加适当频率的扫描电压、在 光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑.下列说 偏转电极YY'上加按正弦规律变化的电压 法正确的是 解析：要想让亮斑沿OY向上移动，电子受 解析：沿电场方向带电粒子做加速运动，垂 力向Y方向，即电场方向为YY',就是Y电势 直电场方向带电粒子做匀速运动，粒子经过竖直 高，故A错误：要想让亮斑移到荧光屏的右上 的YY'(信号电压)电场偏转，再经过水平的 电子枪 方，同理Y为高电势，X为高电势才可，故B正XX'(扫描电压)电场偏转，最后在显示屏上形成 确：要想在荧光屏上出现一条水平亮线，说明电 稳定的图像.在甲图中开始U<0,乙图中开始 子只在XX'方向偏转，当然要在这个方向加归V,=0之后大于0，故AC错误；0~T在x方向 描电压，故C正确；要想在荧光屏上出现一条正电子恰好从-x处到屏中央，在y方向完成一次扫 A.要想让亮斑沿OY向上移动，需在偏转电 弦曲线，需在偏转电极XX'上加适当频率的扫描，T~2T水平方向电子从中央向x正向移动，在 极YY'上加电压，且Y'比Y电势高 描电压，在偏转电极YY'上加按正弦规律变化y方向再完成一次扫描.故B错误，D正确. 本版责任编辑：李杰 报纸编辑质量反馈电话： 0351-5271268 2025年8月11日·星期- 高中物理 报纸发行质量反馈电话： 数评橘 6期总第1150期 教科 0351-5271248 必修第三册 信息工程 山西师范大学主管山西师大教育科技传媒集团主办数理报社编辑出版 社长：徐文伟国内统一连续出版物号：CN14-0707(F) 邮发代号：21-287 学科：工学 难点远视 门类：电子信息类 y= 带里粒子在电场中的运动 2u2 qUP ④ 2mdv 培养目标：本专业 培养具备信息获取、信 由①④式联立可得：y=2am0 ⑤ 息传输、信息处理、信息 要点分析 由⑤式可知，粒子从偏转电场中射出时，就 应用等方面的基础理论 ◆四川周 好像是从极板间的中点处沿直线射出似的： 和专业知识，系统掌握 4.5×102s 例2.如图3所示的真 现代信息技术，能在信 一、带电粒子在电场中的加速 空管中，质量为m,电荷量 息工程领域从事科学研 究、工程设计、技术开 二、带电粒子在电场中的偏转 为e的电子从灯丝F发出， 发、设备制造、管理雏护 1.基本结论 经过电压U,加速后沿中心 一般情况下带电粒子所受的电场力远大于 图3 的复合型工程科技人 1.模型建立 线射入相距为d的两平行 重力，所以可以认为只有电场力做功.由动能定 在图2中，设带电粒子 金属板B、C间的匀强电场中，通过电场后打到 培养要求：本专业 理有W=U=A=-之m,此式与电 质量为m(不考虑重力)、带 荧光屏上，设B、C间电压为U2,B、C板长为l, 学生主要学习数学、物 电荷量为9，以速度，垂直于 d mq 平行金属板右端到荧光屏的距离为12，求： 理、电子线路、计算机应 场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹 电场线射入匀强偏转电场， (1)电子离开匀强电场时的速度与进入时 用、信息论与编码、通信 形状也无关 偏转电压为U,极板长度为 图2 的速度间的夹角； 理论与网络等方面的基 2.处理方法 本理论和基本知识，接 1,两极板间距为d. (2)电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心 带电粒子在匀强电场中加速可以有两种分 受信息技术领域软硬件 的距离 析思路，即运用牛顿第二定律结合运动学公式 2.全面分析 开发、计算机程序设计 运用动能定理或能量守恒定律.带电粒子在非 (1)受力特点：只受一个电场力（恒力），且 解析：电子在真空管中的运动分为三段：从 与应用、科学研究与工 匀强电场中加速可以采用动能定理或能量守恒 初速度与电场力垂直 F出发在电压U,作用下的加速运动；进入平行 程设计等能力的基本训 定律来处理 (2)运动状态分析：带电粒子以速度，垂 金属板B、C间匀强电场中的类平抛运动；飞离 练，具有对信息系统进 直于电场线方向飞人匀强电场时，受到恒定的 匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动. 行分析、设计、开发、测 3.特别注意 (1)设电子经电压U,加速后的速度为， 试和应用，以及综合运 带电粒子在电场中的运动，综合了静电场 与初速度方向垂直的电场力作用而做类平抛 用科学理论和工程技术 和力学知识，对带电粒子进行受力分析时要注 运动. 根据动能定理有：e心，=之m-0 分析解决工程问题的基 意以下两点： (3)粒子偏转问题的分析处理方法类似于 电子进入B、C间的匀强电场中，在水平方 本能力。 (1)电场力的大小和方向不仅跟电场强度平抛运动的分析处理方法，即应用运动的合成 向以1的速度做匀速直线运动，竖直方向受电 主干学科：信息与 的大小和方向有关，还与带电粒子的电荷量和 和分解的方法： 场力的作用做初速度为零的匀加速直线运动， 通信工程、计算机科学与 电性有关.在匀强电场中，同一带电粒子所受的 沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间t 技术、控制科学与工程。 其加速度为： 电场力是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子 核心课程：计算机 在不同位置所受的电场力的大小和方向可能 信息技术、通信系统原 m 沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线 理、信号与信息处理技 不同 电子通过匀强电场的时间 术、电磁场与波、微处理 (2)是否考虑重力要依据具体情况而定：微 运动，加速度4=卫-E-9心 器与嵌入式系统原理 观粒子（电子、质子、α粒子等）除有说明或明确 mm md 信息获取与检测技术 的暗示以外，一般不考虑重力（但不忽略质量）； 肉开电场时的偏移量y-2 电子离开匀强电场时竖直方向的速度， 信息论与编码技术等。 带电微粒（油滴、尘埃等）除有说明或明确的暗 2mdvo 为： 主要实践性教学环 示外，一般都不能忽略重力. 离开电场时的偏转角tan0= 节：工程技术训练、电子 例1.如图1所示，带负电的小 00 evl 花，=at= mdv 工艺实习、专业实习、课 球静止在水平放置的两极板间，距 gul mdv 设电子离开电场时速 程设计、毕业设计（论 下极板0.8cm,两极板间的电势差 3.深化认识 度？与进入电场时的速度 文)等。 为300V.如果两极板间电势差减 "1夹角为α（如图4）则 主要专业实验：电 小到60V,则带电小球运动到极板 (1)对粒子偏转角的再认识 子线路实验、计算机基 上需多长时间？(g取10m/s2) 在图2中，由以上分析可知，粒子离开电场 tana= = elsl = 础实验、通信原理实验 v mdvi 2U,d 专业综合实验。 解析：取带电小球为研究对象，设它所带电 时的偏转角：tan0=及=a延三gU☑ ⑦ Ul 就业方向：从事工 荷量为g,则带电小球受重力mg和电场力qgE的 vo vo mdvo 所以a=arctan2U,d 若不同的带电粒子是从静止经过同一加速 业与电气工程有关的运 作用 (2)电子通过偏转电场时偏离中心线的位 动控制、工业过程控制 电压加速后进人偏转电场的，则由动能定理 移： 电气工程、电力电子技 当么=300V时，小球平衡：mg=g7① 有gU= mvo-0 ② 1eU2.-U, 术、检测与自动化仪表 当U2=60V时，带电小球向下极板做初速 2 y=2a=2n-40d 电子与计算机技术等领 度为零的匀加速直线运动： 域从事工程设计、系统 由①②式得：tan9=2U'd ③ 电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧 , 光屏上，竖直方向的位移： 分析、系统运行、研制开 mg-qd ma ② 由③式可知，粒子的偏转角与g、m无关，仅 U2l 发、经济管理等方面的 工作。 又k=2d 决定于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒 为=2ana=2U.a ③ 子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电 所以电子打到荧光屏上时，偏离中心线的 由①②③得： 场，它们在电场中的偏转角度总是相同的， 距离为： 2U h 2×300×0.8×107 (2)对粒子偏移的再认识 (U-U)g N (300-60)×10 粒子从偏转电场中射出时偏移量 y=y1+Y2= U(+2) 2U,d2 2 素养专练 数理极 13.带电粒子在电场中的加速 1.如图1所示，电子 在电势差为U,的加速电 14.带电粒子在电场中的偏转 1.两平行金属板相距为 场中由静止开始运动，然 板间电压为U,极板 d,电势差为U,一电子质量为 后射入电势差为U,的两 长度为L,间距为d m,电荷量为e,从0点沿垂直 图1 电子由静止开始经加 于极板的方向射出，最远到达 块平行板间的电场中，入 速电场加速后.沿平 图5 A点，然后返回，如图1所示， 射方向跟极板平行.整个装置处在真空中，重力可 行于极板的方向射入偏转电场，并从另一侧射出： OA=h,此电子具有的初动能 图1 忽略.在电子能射出平行板区的条件下，下列四种 已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为 是 情况中，一定能使电子的偏转角0变大的是 U。,忽略电子所受重力.电子射入偏转电场时的初 A.edh B.edUh C.ev D.eth 速度，和从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏 dh A.U,变大，U2变大 B.U变小，U2变大 2.如图2所示，平行 转距离△y分别是 ) ]Q C.U变大，U2变小 D.U1变小，U2变小 板电容器水平放置，两板 2eUo UL2 间距离为d,板间电压为 2.质量相同，带电 西器 B.√m2Ud U.一带电小球（可视为 不同的M、N两粒子，以 图2 质点)从上极板小孔以垂直极板的初速度o进人电 相同的速度射入匀强电 场，运动轨迹如图2所 C. elo UL2 2eUo UL2 D.m d 场，向下运动号时速度减为零，如果其他条件均不 6.示波器是电子科 示，由此可知（粒子重力 研部门常用的仪器.其 变，仅把两极板间电压调整为U,,带电小球钢刚好能够 不计) 工作原理如图6所示， 到达下极板，则带电小球的比荷？等于 () A.M为正粒子，所带的电荷量大些 初速度为零的电子经电 m B.M为正粒子，所带的电荷量小些 压U1加速后，垂直进入 ☒6 3 A. U-U B.0,-0 C.N为正粒子，所带的电荷量大些 偏转电场，偏转电压为U2,偏转极板长为L,板间 D.N为正粒子，所带的电荷量小些 距为d.为了放大波形幅度，提高电子束偏转灵敏 C.0,+U 3.三个电荷量g和质量m 度（单位偏转电压引起的偏转位移），可以采用的 均相同的粒子在同一地点同时 3.如图3所示，真空中，平y 办法是 ( 行板电容器上极板MN与下极 沿同一方向飞入偏转电场，出 A.减小加速电压U, B.增大偏转电压U 板PQ水平放置，一带电液滴从 现了如图3所示的轨迹，由此 C.减小板长L D.增大板间距d 下极板P点射入，恰好沿直线从 可以判断下列不正确的是 7.如图7为某款喷墨打印机的结构简化图. 图3 上极板N点射出.下列说法正确 ( 当计算机信号输入时，墨盒喷出细小的墨滴，经过 的是 A.b和c同时飞离电场 带电室后带上负电，其电荷量由输入信号控制.墨 A.该电容器上极板一定带负电 B.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 滴进入平行板电容器，最后打到纸上，显示出打印 B.液滴从P点到N点的过程中速度增加 C.进电场时c的速度最大，a的速度最小 内容.当计算机无信号输入时，墨滴不带电，径直 C.液滴从P点到N点的过程中电势能减少 D.动能的增加值c最小，a和b一样大 通过板间后注入回流槽流回墨盒中.不计墨滴重 D.液滴从P点以原速度的2倍射入时，则液滴 4.如图4所示，一对平 力，若经过某操作后，纸张打印范围放大为原来的 不可能做直线运动 两倍，下列说法正确的是 4.如图4所示，一平行 行金属板水平正对固定，板 长为l,板间距为d.当两板间 信号传入 板电容器两极板间距离为 d,极板间电势差为U,一个 加有恒定电压U时，两板间 4 电子从0点沿垂直于极板 充满竖直向下的匀强电场， 墨金 忽略两极板以外的电场.一 平行板电客器 的方向射入两极板间，最远 到达A点，然后返回.已知0、A两点相距为h,电子 质量为m、电荷量为q(g>0)的带电粒子从上极 图7 质量为m,电荷量为-e,重力不计.下列说法正确 板左侧边缘以速度。水平向右射入板间电场，能 的是 A.墨滴在平行板电容器内运动过程，电场力 从两板间右侧飞出，且未与两极板碰撞.不计粒子 A.电子在O点的电势能高于在A点的电势能 对墨滴做负功 重力，则。的大小至少为 ( B.电子返回到0点时的速度与从O点射入两 B.墨滴在平行板电容器内运动过程，墨滴电 极板间时的速度相同 腰 画 四 势能增加 2eld C.平行板电容器两端的电压增加为原来的两倍 C.电子从O点射出时的速度o= mh c、熙 亚 ω兰 四 D.墨滴在电场中的偏转角为原来的两倍 D.01间的电势差am=身0 (数理报社试题研究中心) 5.如图5所示，偏转电场可看作匀强电场，极 (参考答案见下期) 5.如图5甲所示，在间距足够大的平行金属板 A、B之间有一电子，在A、B之间加上按如图乙所示 第5期2版参考答案 9.(1)UAB=2×103V 规律变化的电压，在t= 冬T时刻电子静止且A板 素养专练10， (2)E=1×104V/m 电势比B板电势高，则 1.A2.A3.C4.D5.C6.A 10.(1)-1.2×10-7J 素养专练11. (2)60V/m,方向水平向右 1.C2.C3.BD4.A5.D (3)1.44×10-7J. 素养专练12. B组 图5 1.AD2.B3.A4.C 1.BD 2.AD 3.BC A.电子一直在A、B两板间做往复运动 第5期3版参考答案 4.(1)控制变量法(2)B B.当t= 号时，电子的速度最大 A组 (3)B C当1=子时，电子将回到出发点 1.D2.C3.B4.B5.C6.A7.B 5.(1)4V(2)4V,2V 8.(1)0(2)a→b0.62×10-5 D.在足够长的时间内，电子一定会碰上B板 (3)大于 (3)800v/m 数理极 素养·测评 3 M点由静止释放，微粒穿过A板上的小孔后，刚好 《静电场》 能到达靠近B板的N点.A、B两板的间距和M点到 A板的距离均为d,重力加速度大小为g,两板间电 场可视为匀强电场，不考虑空气阻力.则微粒带 同步核心素养测试（五） 电，微粒从M点到N点的过程中，电势能 (涉及内容：带电粒子在电场中的运动) 增加了 ,重力势能增加了 ,A、B ◆数理报社试题研究中心 两板间匀强电场的电场强度大小为 是 A组基础篇 三、计算题（本题共2小题，共17分） 9.(8分)如图9所示，真 空中平行金属板M、N之间距 一、单选题（本题共7小题，每小题5分，共35分） 离为d,两板所加的电压为 1.某些肿瘤可以用“质子 U.一质量为m、电荷量为q的 疗法”进行治疗.在这种疗法 :带正电粒子从M板静止释 中，质子先被加速到具有较高 :放，不计带电粒子的重力 的能量，然后被引向轰击肿 (1)求带电粒子加速度的大小； 瘤，杀死其中的恶性细胞，如 图1所示若质子的加速长度 ☒1 (2)若在带电粒子运动到号距离时撤去所加 为x,质量为m,电荷量大小为e,质子由静止被加速 D 电压，求该粒子从M板运动到N板的总时间. 到“，则加速匀强电场的电场强度大小为() 6.如图6所示， A. B.mu C.2 D.2ex 有H、He(质量之比为 2ex ex ex mv 1:4,电荷量之比为 2.如图2所示，一电荷量为 1:2)两种带正电粒子 9、质量为m的带电粒子以初速 分别在电压为U,的加速 图6 度由P点射入匀强电场，人 电场中的0点由静止开始加速，然后射入电压为 射方向与电场线垂直.粒子从Q U,的平行金属板间的偏转电场中，入射方向与极 点射出电场时，其速度方向与 板平行，在重力大小不计，两带电粒子均能射出平 电场线成45°角.已知匀强电场 图2 行板电场区域的条件下 () 的宽度为d,不计重力作用.则匀强电场的电场强 A.两种粒子在离开加速电场时速度之比为， 度E大小是 ( 1:1 A.mig B.mei C.3 D.2mr B.两种粒子在离开加速电场时速度之比为 2gd 1:2 3.电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会 C.两种粒子在偏转电场中的竖直位移之比为1：1 产生射线，可用于放射治疗.图3甲展示了一台医 D.两种粒子在偏转电场中的竖直位移之比为1：2 用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射 7.如图7是带有转向 10.(9分)如图 线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经器的粒子直线加速器，转 R 10所示，一个质量为 9+ 电势差为U的电场加速后获得速度，加速电场两向器中有辐向电场（方向 m、电荷量为+q的静 极板间的距离为d,不计电子所受重力.下列操作均指向圆心0点)，A、B接 止的带电粒子经过加 L6- 可使v增大的是 在电压大小恒为U的交变。 :速电场后射入偏转电 图10 图 电源上，质量为m、电荷量 场，最终从偏转电场射出，加速电场两极板间电压 为+9的离子，以初速度进人第1个金属圆筒左为U,偏转电场两极板间电压为U2、极板长为L、 侧的小孔、离子在每个筒内均做匀速直线运动，时板间距为山.不计粒子重力.求： 间均为；在相邻两筒间的缝隙内被电场加速，加 (1)带电粒子经过加速电场后速度的大小o; 图3 速时间不计，离子从第3个金属圆筒右侧出来后， (2)偏转电场的电场强度大小； A.仅增大U B.仅减小U 立即由M点射入转向器，沿着半径为R的圆弧虚 (3)带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位 C.仅增大d D.仅减小d 线（等势线）运动，并从N点射出，离子重力不计，移大小y 4.如图4所示，两个 则 平行带电金属板M、V相 +++乙 A.交变电源的周期为1 距为d,M板上距左端为 B.第3个金属圆筒长度是第1个金属圆筒长 d处有一个小孔A,有甲 度的3倍 乙两个相同的带电粒 C.离子进人转向器的速度大小为v= 子，甲粒子从两板左端连线中点0处以初速度 40+6 平行于两板射入，乙粒子从A孔以初速度2垂直于√ M板射入，二者在电场中的运动时间相同，并且都 打到N板的中点B处，则初速度，与2的比值为 D.虚线MN处电场强度的大小为g+m 二、填空题（共8分） A片R 8.如图8所示，平行金属 C.2 D.2 板A、B水平正对放置，A板中 5.如图5所示，平行板间加周期性变化的电心有一小孔（小孔对电场的 压，1=0时M板为正，一带正电的带电粒子静止在影响可忽略不计).闭合开关 平行板中央，从t=0时刻开始将其释放，运动过程后，将质量为m、电荷量为g 无碰板情况.能定性描述粒子运动的速度图像的的带电微粒从小孔正上方的 (下转第4版)高中物理教科（必修第三册）第5~8期 数理括 答案详解 2025~2026学年高中物理教科（必修第三册）第5~8期(2025年8月) 第5期3版参考答案 故B错误；电容器两极板间的电压U不变，根据Q=CU可知， A组 电容器所带电荷量增加，放C正确：U不变，d诚小，根据B-号 一、单选题 可知，电容器两极板间的电场强度增大，故D错误。 1.D2.C3.B4.B5.C6.A7.B 提示： 6.由于E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，则PE= 1.充电过程中，该超级电容器的电容保持不变，根据C= 2 ,e,=96=90pn=,联立解 PA +PB 2 2 号，由于该超级电容器所带电荷量增大，则该超级电容器两极 得pA=0,PB=4V,pc=8V,PD=4V,由此可知，BDF所在 板间的电势差增大，故AB错误；充满电时，该超级电容器所带 的平面为等势面，故A正确，C错误；将一电子从A点移到C点， 的电荷量为Q=C0=1200×2.5C=3000C,故C错误，D 电势升高8V,则电势能减小8eV,故D错误；电场强度大小为 正确。 B=U 9p-94=16V/m,故B错误 L 2.干燥天气里脱毛衣时产生电火花，是因为摩擦使得电荷 2 从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故A 错误；电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是 7根据C=号.C品E=告整理得E=由 起到静电屏蔽的作用，使超高压输电线周围的电场被工作服屏 于电容器带电荷量恒定，因此当两板间的距离改变时，板间的 蔽起来，对工人起到保护作用，故B错误；油罐车车尾装有一条 电场强度恒定，则号=0心，解得x=0.6d,根据牛顿第二定 拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦 产生的静电，故C正确；印刷车间的空气应保持湿润，以便于导 律(d-)=ma,解得加速度大小a=2,故B正确。 5m 走纸页间因相互摩擦而产生的静电，故D错误. 二、实验题 3.由题意知电流1==5×10A=1.5×10A,设 8.(1)0(2)a+b0.62×105(3)大于 t 1 解析：(1)电容器带电荷量为0，所以两极板之间的电势差 大气层厚度为d,因为6=号，U=R,可得E=华联立解得 为0，下极板接地，故电容器上极板的电势为0. E≈5V/m,故B正确. (2)由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，故放 4.连接AC,则AC与OB交点的电势p=94十9c=4V= 电时流过电阻R2的方向为a→b. 2 电容器充满电，两极板间的电压等于电源电压3V,故开始 PB,可知OB为等势面，则电场强度方向沿AC方向，故A错误， 、 2 放电醒间，微过电阻尾的电泼大小为与=是=06A根据 B正确：电场强度的大小为E=2Rsim60° -V/m= 25× 电容的定义式可知，C==0.06×10F=2×105E 3 号m,放cD错误 (3)换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间 变长。 5.由图可知，电源给电容器充电，电流从基板流人，振动膜 三、计算题 流出，故振动膜带负电，故A错误；振动膜向右振动的过程中， 9.(1)UAB=2×103V(2)E=1×104V/m 电容器两极板间的距离山减小，根据C三可知，电容增大， 解析：(1)A到B,WB=-△E=4J 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 WAB 因为UAB= 行板电容器极板间的电场强度向左，则极板B带正电，极板A 9 联立解得UB=2×103V. 带负电，故A错误；根据C=。可知渐人电介质会使电容器 (2)因为E= UAB 的电容增大；由于电容器极板上所带电荷量保持不变，根据C 联立解得E=1×104V/m. =号可知，两极板间的电势差减小，根据￡= 可知，桶人电 10.(1)-1.2×10-7J(2)60V/m,方向水平向右 介质后，两极板间的电场强度比无该电介质时小，故BC正确； (3)1.44×10-7J. 插人电介质的过程中，静电力对电介质中的正、负电荷都做正 解析：(1)该正电荷从a点移到b点，则 功，故D错误。 W1=qUb=q(pa-p6）=0-E 二、实验题 代入数据可得E=-1.2×10-7J. 4.(1)控制变量法(2)B(3)B (2)匀强电场的电场强度为E=么，= 解析：(1)本实验中要控制一些量不变，然后再得出C的 ab 9 决定因素；所以采用的方法是控制变量法 代人数据解得E=60V/m,方向水平向右； (2)静电计的作用是测定电容器两极板之间的电势差.故 (3)电荷从b点到c点，电场力做功为W2=Eg·bc·cos60° B正确 根据功能关系可得电势能的变化量为W2=-△E。 (3)甲图中手水平向左移动时，板间距离d增大，根据C= 代入数据解得△E。=-1.44×107J C=号可知，电容诚小，面电容器带电荷量不变，则版间 6S 即电势能减少了1.44×10-7J. B组 电压增大，所以静电计指针的张角变大，故A正确，B错误；当 一、多选题 手竖直上移动时，正对面积减小，则电容减小，板间电压增大， 1.BD 2.AD 3.BC 所以静电计指针的张角变大，故C正确；当向两板间插入陶瓷 提示： 片时，介电常数变大，则电容变大，板间电压减小，所以静电计 1.电子从等势面D运动到等势面B的过程中，由动能定理 指针的张角变小，故D正确.本题选不正确的，故选B. 得-eUs=0-E,D,解得U=16V,由电势差与电场强度的 三、解答题 关系可知E=s/m=20V/m,放A错误，B正确了 5.4y(2)4v,2y(3)89Wm 电子在等势面C时，有Epc=-epc,代人数据解得pc=8V,又 解析：(1)A、B两点间的电势差 因为相邻等势面之间的距离相等，则相邻两等势面的电势差相 UAB = W=-2.4×10J=4V. 等，则pg=0,p4=-8V,Pn=16V,故C错误；在电子从等势 -6×106C 面D运动到等势面B,再回到等势面D的整个过程中，静电力 (2)B、C两点间的电势差 所做的功为零，由动能定理可知，电子再次经过等势面D时的 =W匹=12x10 Unc 动能仍为16eV,故D正确， -6×106C =-2V 2.Oabc为平行四边形，可知pa-p。=p。-po,代入数据 如果规定B点的电势为零，UAB=PA-PB,可得P4=4V 解得c点电势为p。=l0V,故A正确，B错误；取ab中点为e, 同理Uc=PB-Pc,可得pc=2V, 则e点电势为e,=22=6V=9n,可知Oe连线为等势 (3)因AB的中点D的电势为9n=91=2V=gc 2 2 线，根据几何关系可知Oe⊥ab,则根据电场线与等势线垂直且 则CD为等势线，电场强度 沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向与x轴成45°斜向 方向垂直CD指向B点，如图所 右下，大小为E=二9=8V4y=万VWem,放C错误， 示，则电场强度大小E= U =A ab 2√2cm 2 D正确 -V/m=80 V/m. 5 3 3.由题图电介质左、右表面出现净剩电荷的正、负可知，平 2 sim60°×102 —2 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 第6期3版参考答案 故C正确，D错误， A组 7.交变电源的周期为T=2t,故A错误；粒子进入第3个金 一、选择题 1.A2.A3.A4.C5.A6.C7.C 屈简时的速度满足2g=之2-宁6，可得。=√后+网 m 提示： ≠3。，根据l=t可知，第3个金属圆筒长度不是第1个金属圆 1.加速质子过程中，由动能定理可得eEx= 2mr-0,解 1 4型+品 筒长度的3倍，离子进入转向器的速度大小为”=√ 得加速匀强电场的电场强度大小为尽一器故A正确 放B错误，C正确：根据g5=m天可得虚线MN处电场强度的 2.粒子射入电场时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向 大小为E=4gU+m心，故D错误 9R 做匀加速运动，则水平方向d=o6,竖直方向otan45°=5 m 二、填空题 解得E:故A正确 8.正2mgd -2mgd 2mg 9 3.电子在电场中加速，由动能定理可得eU=m2-0, 三、计算题 2m 匹，易知可使增大的操作是仅增大0，放A正确 解得=入√m 9.(1)a= dm 1(2t=2d√3g0 4.设带电粒子在电场中的加速度为a,则对甲粒子，竖直 解析：()根据呢=m,其中6=牙，可得带电粒子加速 方向受=之a,水平方向d=4,解出=a风，对忆粒子有 度的大小a= Ug dm 1 1+2at=d,解出=2√a,所以=2：1，故C正 (2)带电粒子运动号距离时的速度 确。 、d v= 2qU 5.由于电压在一段时间内是常数，所以电场强度也是常 /2a3 3m 数，带电粒子受到的电场力也是常数，根据牛顿第二定律F= d 2d 3 4d m可知带电粒子的加速度也是常数；指电粒子在0~子内匀 运动的总时间：=3+ 2 加速后，子~T内电压反向了，电场力也反向，该粒子做匀诚 联立解得t=2d√3gU 2m 速直线运动.由于加、减速时间相同，则该粒子的速度恰好减为 qVi U2 UL 零；下一周期又开始重复上述运动，则v-t图像为A图所示.故 10.(1)0N m (2)E= (3y=4,d A正确， 解析：(1)根据动能定理有Ug=2m哈-0 6粒子在加速电场中，根据动能定理有g心=之m…2-0, 解得o= 2qU 可得v= 2g心，则两种粒子在离开加速电场时速度之比为 m (2)偏转电场的电场强度E= 02 V He 一·-√分×千-故AB错误：粒子在演转 电场中做类平抛运动，设板长为L,板间距为d,则有L=t,y= (3)带电粒子在偏转电场中运动的时间t=L 之，。一二联立可得粒子在微转电场中的竖直位移为 加速度a= m m md 4,可如粒子在偏转电场中的竖直位移与粒子的电荷量和质 U.L 带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位移大小 U1 量均无关，则两种粒子在偏转电场中的竖直位移之比为1：1， y= 4U d 一3 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 B组 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，则有 一、多选题 =财-尝-当号 1.AB 2.ACD 3.BCD 提示： 201 联立解得= 1.电场力对质子做正功，质子的电势能减少，故A正确；质 (3)电子离开偏转电场时，有v,=at1,电子离开偏转电场 子受到的电场力大小为F=qE≈2×10-4N,故B正确；质子 的加速度为a=F≈1.2×10m/s,加速时间为t=巴 后，有4=62水= m 联立解得y2= ⑧×107s,故C错误质子加速的直线长度为x=%≈4m,故 D错误 则0p的高度为红=号+为=子 2.由于同一个金属圆筒所在处的电势相同，内部电场强度 第7期3版参考答案 为零，因此质子在圆筒内做匀速直线运动，而前后两金属圆筒 一、单选题 之间有电势差，所以质子每次经过缝隙时将被电场加速，故A 1.A2.A3.C4.A5.D6.C7.B 正确；质子每经过一次缝隙只有电场力做功，由动能定理可得 提示： qU=△E,可知每经过一次缝隙质子增加相同的动能，速度增 1.A是通过改变电介质的相对介电常数而引起电容变化 加一次，与缝隙的大小无关，故B错误；质子要持续被加速，下 的，故A正确；B是通过改变电容器两极板间距离而引起电容 一个金属圆筒的电势较低，所以质子穿过每个圆筒时，电源的 变化的，故B错误；CD是通过改变两极板的正对面积而引起电 正负极应发生变化，故C正确；要使质子每次经金属圆筒间的 容变化的，故CD错误。 缝隙时加速，则质子在每个圆筒内运动的时间通常应是交变电 2.依题意，取无穷远处为零势能点，则有P。>P6>0,根 压周期的一半，故D正确 据E。=9p可知，当q>0时，有E>Eb,故A正确. 3由于粒子匀速通过电场区线则B=g,E=片所以 3.根据对称性可知，图中所示A、B两点电场强度大小相 等，但方向不同，故A错误；等势线与电场线垂直，由于电场线 U=m坠，故A错误；粒子受到竖直向上的电场力，与电场强度 9 不是直线，所以图中所示A、B两点所在虚线不是等势线，故B 方向相同，则粒子带正电，到达斜面时速度方向与斜面垂直，则 错误；钾、钙离子向根部聚集过程中，电场力做正功，电势能减 速度方向与竖直方向的夹角等于斜面的倾角，所以= 少，故C正确；空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）受到电场 s37,故B正确；粒子在运动过程中只有重力做功，机械能守 力作用，向悬挂电极聚集，但不会沿电场线运动，故D错误 4.依题意，正六边形顶点上的六个点电荷分成三组，分别 恒，故C正确：发子致匀速直线运动的时间为=兰教子做 为两组等量同种点电荷和一组等量异种点电荷，其中等量同种 点电荷在O点的电场强度为零，等量异种点电荷在O点的电场 平抛运动的时间为t2= _am3_40,所以A点到C点 = 3g1 强度大小为E=汽可知0点的电场强度大小为学故A正 所用时间为：=有+6=纪+号散D正确 确；B错误；等量异种点电荷在O点的电势为零，等量同种点电 荷在O点的电势大于零，所以O点的电势大于零，故CD错误， 二、填空题 5.各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也 4.IⅡY0X 相同，电场强度大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知a、d 三、解答题 两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A 2eU 2U d 5.(1)= (2)02= 错误；根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个 m 2 (3)H=d 斜向右下方的电场力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从 1 5.(1)电子在AB间加速，由动能定理得U=2m-0 a到b运动时，电场力做正功，故B错误；根据负电荷在电势低 2eU 处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，故C 解得，= m 错误；a、d两点的电势相等，故从a到d电场力不做功，所以电 4 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 子在经过等势线d点时的动能为60eV,故D正确. 三、实验题 6.根据题意可知，风力越大，则d越小，由电容器的决定式 11.(1)B G可知电容器的电容变大，故A错误；风力越小，则d国 (2)电容器开始放电时所带的电荷量=3：4 解析：(1)电容器充电过程中两极板所带电荷量Q随时间 大，由电容器的决定式C可知电容越小；电源电压恒定 t变化的图像应为先增加待充满后电荷量保持不变.故B正确. 不变，电容器与电源连通，电压不变，由Q=CU可知，电容器存 (2)根据公式q=t可知1-t图像中图像与对应坐标轴所 储的电荷越少，故BD错误；电容器两极板间为匀强电场，由E 围成的面积表示电荷量，图线I与时间轴围成的面积为S,其 一名可知，风力越大，距离d越小，面电压不变，则电容式风力 物理意义是电容器开始放电时所带的电荷量； 实验前电容器不带电，充电结束后，使电容器放电完毕，故 传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。 充电和放电过程电容器电荷量变化量大小相同，所以两次放电 7.质子加速过程中，只有电场力做功，则质子的动能变大， 电荷量相同，即阴影部分的面积S,=S2； 电势能减小，但质子的电势能与动能之和保持不变，质子电势 由图丙和图丁可知，两次放电最大电流之比为4：3，则可 能转化为动能，故AC正确，B错误；质子做匀加速运动，则所受 知图丙和图丁中电容器放电的I-t图像对应的电阻箱R接人 电场力不变，即加速电场的电场强度不变，故D正确.本题选错 电路的阻值之比3：4. 误的，故选B. 12.(1)B(2)A(3)增大增大减小 二、多选题 解析：(1)本实验采用的科学方法是控制变量法，故B正确。 8.AD 9.CD 10.AD (2)在该实验中，静电计的作用是测定该电容器两极的电 提示：8.由电场线的分布可知，放电端O 势差，故A正确. 应接电源的负极，故A正确；等势线与电场线 (3)电容器电荷量不变，根据电容器的决定式和定义式有 垂直，过c、d两点作出等势线，如图所示，电场o三 线由高等势面指向低等势面，所以d点的电势 C一品C一号.可知能对面曦小成板间距离增大时，电容 比c点的电势高，故B错误；又电场线的疏密 减小，电势差增大，故静电计指针的偏转角度增大；当插入电介 程度反应电场强度的大小，电场线越密集，电场强度越大，所以 质时，电容增大，电势差减小，故静电计指针的偏转角度减小 a点的电场强度大于d点的电场强度，故C错误；由电场线的分 四、计算题 布情况可知，ab段的平均电场强度要大于bc段的平均电场强 13.(1)25V/m,方向为右上方与水平方向夹角为arctan2 1 度，根据U=Ed定性分析可得ab间的电势差大于bc间的电势 (2)2.4×10-12J 差，故D正确 解析：(1)点电荷Q在A点产生的电场强度大小为E4= 9.粒子在两收集板间做类平抛运动，加速度恒定，电场力 做正功，故AB错误；粒子能被收集板吸附，可知在电场中运动 k =2V/m,方向竖直向上 时间最大时，有儿=，解得t三之，故C正确：最大偏移量为 电场强度为矢量，根据电场的叠加原理，A点的电场强度 大小为E'4=√22+42V/m=25V/m 了三2aB=ma,解得y三，放D正确 设A点电场强度与水平方向夹角为0，则有m0=子，所 10.由图可知，·1和2两处电场强度相同，由于沿电场线方 向电势降低，所以r处的电势高于2处电势，故A正确；沿电场 以A点电场强度方向为右上方与水平方向夹角为arctan2 线方向电势降低，所以从球心处开始电势一直降低，球体表面 (2)D点和B点关于点电荷对称，则试探电荷从D点移动 处电势不是最高，故B错误；”1和2两处电势差为图线与横轴 到B点过程中，点电荷对试探电荷的库仑力做功为0，则电场力 所围区域的面积，大于E。(2-t),故C错误；球外电场可以看 做功等于匀强电场对试探电荷做的功，则 成是电荷量全部集中于球心处的点电荷产生的电场，则在2 W=Eg·2r=2.4×10-2J 处，有8一号所以Q:笑放D正确 14.(1)g,电场强度方向竖直向上； 5 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 98:(3)m(h-2 (2) 则电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功为W= 2q U 解析：(1)小球最开始静止在A点，由受力平衡有mg= qEx 联立解得电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功为 解得￡，=m,电场强度方向竖直向上. elL 9 W 4dUo (2)小球最开始静止在A点，由受力平衡有mg=k 第8期参考答案 h 一、单选题 小球在B点由静止释放时，由牛顿第二定律有 1.D2.D3.C4.B5.A6.C7.B mg-k 0g 一=ma 提示： 1.库仑定律适用于点电荷，但点电荷不一定是体积最小的 解得a=高4 带电体放A结误：根据F=2乡，当两个带电体间的距离趋 (3)小球由B点运动到A点，由动能定理有 近于零时库仑定律将不再适用，故B错误；电荷间的库仑力是 mgh quasm 1 相互作用力，点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力与B受到 解得Ua4=m(-h 的静电力等大反向，故C错误：库仑定律的适用条件是：在真空 2q 中静止的点电荷，故D正确。 又由U=PB-PA 2.脱掉外衣时，由于摩擦使电荷发生转移，并不是创造了 解得p4=m(h-) 电荷，从而使外衣和身体各自带上了等量异种电荷，故AB错 2q 误；任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，故C错 oe 15.(1)入Nm (2)t=t+t2=(L1+L2) m 误；脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，由于感应起电，会使门 (3)e 把手靠近手的一端与手带异种电荷，故D正确。 42U。 3.根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为零，金 解析：(1)粒子在加速电场中运动，由动能定理有 属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出正电荷，金 1 e=2m%-0 2 属笼为等势体，电场线与金属笼表面垂直.故C正确。 4.沿电场线方向，电势越来越低，A点电势比B点低，故A RUe 解得o=√m 错误；电场线的疏密程度反映电场强度大小，A点电场强度比B 点大，故B正确；C点电势比B点低，正电荷在电势高的位置电 (2)电子在偏转电场中平行极板方向做匀速直线运动，由 势能大，因此正电荷在C点的电势能比在B点的电势能小，故 运动学公式可知电子在偏转电场中的运动时间为(=4 CD错误 电子出偏转电场后做匀速直线运动，由运动学知识有2= 5根据C=四处说明d大，则电容器电容小，放A止 L 确；凸处说明d小，则电容器电容大，因电容小的微电容器放电 故电子从进人偏转场到打在荧光屏P的运动时间为 较快，则在指纹凸处形成的电容器放电较慢，故B错误；手指出 汗后，d会改变，则会对指纹识别有影响，故C错误；在指纹凹处 t=1+2=(L1+L2) m 2eUo 形成的电容器电容小，根据Q=CU,可知充电后在指纹凹处形 (3)电子在偏转电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律有 成的电容器存储的电荷量小，故D错误。 U ed=ma 6.设将圆环上的电荷分成 n(n→o)个极小段电荷，则每段 在垂直极板方向上做匀加速直线运动，由运动学知识有y 电衡电荷量为号.由题中几何关系 ④ 1 =2at 、0 可知各小段电荷对q的作用力方 ⊕ 6 高中物理教科（必修第三册）第5~8期 向与竖直方向夹角均为45°，如图所示，根据库仑定律有F= 10.当两极板间电压为U。时，)=80%.可知相同时间内 42 有80%的带电尘埃打在下极板，则离开极板间的带电尘埃的 ,整个圆环的电荷量Q对？的电场力的合力是竖直向上 9 偏移量一专，设尘埃的最大动能为，两极板间的距离为 的且大小等于点电荷的重力，根据平衡条件有 29 (R)2c0s45 4.根据动能定理可知牙×=一子，解得。 ∈mg,解得g=0,故C正确 4华+弓，放A错误：设离开板间的带电尘埃的偏移量为 5 y,极板间的电压为U,粒子在平行极板的方向上做匀速直线运 7.根据动能定理得知：电场力做功等于电子动能的变化， 动，沿垂直极板的方向做匀加速直线运动，则有L=vt,y= 本题中则有E,=qEx,根据数学知识可知，图线的斜率k=qE, 子根据牛顿第二定律学=m,联立解得y一由于 1 因k、9均保持不变，说明电场强度E不变，所以该电场一定是匀 强电场，故AC错误；由图知，电子从A到B动能增大，电场力做 y1= 正功，则可知电场力方向从A→B,电场线方向从B→A,根据 号4时，心=，令为=d,解得4=子6，即当两极板 沿着电场线方向电势降低，则有PA≤PB,故B正确；根据能量 电压为子时，除尘率可达100%，故B正确；根据上述结论) 守恒定律可知，电子从A到B动能增大，则电势能减小，则E >EB,故D错误 U匹可知，仅增大尘埃的速率，或仅减少尘埃的电荷量， 2mdv2 二、多选题 均使y的偏移量减小，会降低除尘率，故C正确，D错误 8.BD 9.BCD 10.BC 三、实验题 提示： 11.(1)控制变量法(2)D(3)B 8.像素呈白色时，电场强度方向向上，电场线向上，因为沿 解析：(1)该实验探究库仑力与电荷量的关系，需要控制 着电场线方向电势降低，所以黑色微粒所在区域的电势高于白 电荷之间距离不变，所以用到的实验方法是控制变量法 色微粒所在区域的电势，故A错误；像素呈黑色时，电场强度方 (2)实验中两塑料小球所带电荷量无论 4 向向下，电场线向下，因为沿着电场线方向电势降低，黑色微粒 是否相等都可以产生库仑斥力以完成实验， 所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B正确；无 故A错误；两个小球可以换成异种电荷，库 论是像素由黑变白的过程中，还是像素由白变黑的过程中，电 仑力由斥力变为引力，将小球B放置在A的 场力与微粒的运动方向均相同，电场力对黑色微粒和白色微粒 左上方同样可以进行实验，故B错误；如图 均做正功，故C错误，D正确 所示，根据平衡条件可得FT=mgcos0,F= 9.根据题意，电场强度大小E=女，可知距离圆心间距不 mgsin6,所以细线的拉力F,随着0的增大而减小，库仑力F随 着0的增大而增大，故C错误，D正确。 同位置的电场强度大小不同，圆周上不同位置电场强度的方向 也不同，即该电场为非匀强电场，故A错误；粒子所受电场力F (3)根据库仑定律有P=men0=华學，整理得09- =qE=包，H粒子与H粒子所带电荷量相等，H沿轨迹1 md sin0,由上式可知Qg-sin0图像为一条过原点的倾斜直 k 做圆周运动，H沿轨迹Ⅱ做圆周运动，1H粒子的轨道半径大 线.故B正确 于H粒子的轨道半径，则H粒子所受电场力小一些，故B正 12.(1)2(2)保护电路 确；粒子做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有gE= (3)1.6×1022.7×10-3(2.5×10-3~2.9×103均 m号，结合上述解得：=√亮由于H粒子的质量大一些，可 可)(4)BD 解析：(1)图乙是电容器在放电过程中的图像，电容器两 知H粒子的运动速度小一些，故C正确；粒子的动能E,= 极板上的电荷应通过定值电阻R和电流表放电，所以单刀双掷 之m=空，由于H粒子与H粒子所带电荷量相等，则两种 1 开关应该接在2. 粒子的动能相同，故D正确。 (2)在电容器充电和放电过程中，定值电阻R可以防止电 路因电流过大而造成电路元件的损坏，所以定值电阻R的作用 > 高中物理教科（必修第三册） 第5~8期 是保护电路 3 L 2 (3)图乙中的图像与横轴所包围的面积表示电荷量，一个 所以cos0= OC 小正方形的面积所表示的电荷量为0.001×0.4C=4×104C, 2 计算图像与横轴所包围的小正方形个数时，小于半个的舍去，大于 根据点电荷的电场强度公式有 半个的算一个，所以图乙中图像与横轴所包围的小正方形个数约 0 E=E2=k 4k2 、2=25 为40个，即电容器充满电时，单个极板存储的电荷量大小为Q= 40×4×104C=1.6×102C O点处的电场强度大小为 电容器充满电时两极板间的电压等于电源的电压，所以电 =26m-2×是×号=六是 容器的电容值为C=9=1.6×102 ≈2.7×10-3F. U 6.0 (2)滑块由A点运动到O点过程中，由动能定理得 ES (4)根据C=4a可知，为提高平行板电容器存储电荷 900=2mw2-0 的能力，可以在两极板间插人电介质、增大两极板的正对面积、 可得：。2写 减小两极板间的距离.故BD正确. 四、计算题 根据等量异种电荷电场线的对称性可知Um=U。= 2q lo 13.(1)√m (2)30° 所以Un=Uo+Um= 解析：(1)设电子刚进入偏转电场的速度为。，由动能定 209 15.(1)g=√m (2)t= mto E。V2g (3)y= 1 理可得e儿，=2m6-0 8nd0(n=1,2,3,…) UL 2elo 解得o=√m 解析：(1)粒子在加速电场中被加速，由动能定理有 (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直 06q=2m6-0 线运动，则有L=ot 竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得E U9 带电粒子到达B板的速度。=√m ma (2)在静电分析器中电场力提供向心力，有Eq=m 2elo R 解得电子的加速度a= 3mLo 1 运动时间t=4 2TR Lelo 电子离开电场时竖直方向上的速度”，=陆=√3m 解得t=πmU 电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角 E。V2g (3)粒子射人偏转电场后，水平方向做匀速直线运动，离 tam=及= 3 开电场时速度方向仍水平，则竖直速度仍为零，则水平方向L 解得0=30° =·nT 14.(1)E= 125L2 (2)Uo= Uo =m 竖直询y:2如·分兴() 解析：(1)如图所示，根据 0 解得y= n=1,2,3,…) 勾股定理得 OB 777 77777777 7777777 2+(3 -8