5.5 带电粒子在匀强电场中的运动 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)电工电子类

5.5 带电粒子在匀强电场中的运动 同步作业 一、填空题（共20分） 1. 带电粒子在匀强电场中会受到________的作用，该力的大小和方向不随位置变化，是带电粒子运动状态改变的原因。 2. 匀强电场的特点是电场强度的大小和________处处相同，电场线是平行且等间距的直线。 3. 若带电粒子的初速度方向与匀强电场方向平行，粒子将做________运动，速度大小发生变化，方向保持不变。 4. 若带电粒子的初速度方向与匀强电场方向垂直，粒子将做________运动，轨迹为抛物线，类似平抛运动。 5. 电子枪是示波器、电视机显像管的核心部件，其工作原理是利用匀强电场对电子进行________，使电子获得足够的速度。 6. 示波器中的偏转电极会产生________，使电子束发生偏转，从而在荧光屏上形成清晰的波形。 7. 带电粒子在匀强电场中运动时，电场力会对粒子做功，将________转化为粒子的动能。 8. 在半导体制造工艺中，利用匀强电场使带电离子发生________，可实现离子注入，改变半导体的导电性能。 9. 若带电粒子在匀强电场中所受电场力与初速度方向相反，粒子将做________运动，速度逐渐减小直至为零后反向运动。 10. 结合电工电子岗位实际，研究带电粒子在匀强电场中的运动，是理解________、离子加速器等设备工作原理的基础。 二、单项选择题（每题3分，共30分） 11. 带电粒子在匀强电场中受到的电场力特点是（ ） A. 大小变化，方向不变 B. 大小不变，方向变化 C. 大小和方向都不变 D. 大小和方向都变化 12. 下列关于匀强电场的说法，正确的是（ ） A. 电场强度大小处处相同，方向可以不同 B. 电场线是平行且等间距的直线 C. 匀强电场只能由点电荷产生 D. 电场中各点的电势都相同 13. 若带电粒子初速度方向与匀强电场方向平行，粒子的运动类型是（ ） A. 匀速直线运动 B. 匀加速或匀减速直线运动 C. 类平抛运动 D. 匀速圆周运动 14. 电子枪中，电子在匀强电场中运动的特点是（ ） A. 初速度方向与电场方向垂直，做类平抛运动 B. 初速度为零，在电场力作用下做匀加速直线运动 C. 不受电场力作用，做匀速直线运动 D. 初速度方向与电场方向相反，做匀减速直线运动 15. 示波器中，电子束能够发生偏转的原因是（ ） A. 电子受到重力作用 B. 电子受到匀强电场的电场力作用 C. 电子受到洛伦兹力作用 D. 电子自身的惯性作用 16. 关于带电粒子在匀强电场中运动时电场力做功的说法，正确的是（ ） A. 电场力不做功 B. 电场力做功与路径有关 C. 电场力做功将电能转化为粒子的动能 D. 电场力做功只会使粒子速度减小 17. 半导体制造中的离子注入技术，利用的是带电粒子在匀强电场中的（ ） A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动 C. 类平抛运动 D. 匀速圆周运动 18. 若带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在电场方向上做匀速直线运动 B. 粒子在垂直电场方向上做匀加速直线运动 C. 粒子的轨迹是抛物线 D. 粒子的速度大小始终不变 19. 结合电工电子场景，下列设备中，没有利用带电粒子在匀强电场中运动原理的是（ ） A. 示波器 B. 电子枪 C. 静电除尘器 D. 普通手电筒 20. 关于带电粒子在匀强电场中的运动，下列说法正确的是（ ） A. 粒子的运动状态一定改变 B. 粒子一定做直线运动 C. 粒子的动能一定增大 D. 粒子不受电场力作用 三、判断题（每题2分，共20分） 21. 带电粒子在匀强电场中所受电场力的大小和方向都保持不变，因此粒子的运动加速度恒定。（ ） 22. 匀强电场的电场线是平行且等间距的直线，电场强度处处相同。（ ） 23. 若带电粒子初速度为零，在匀强电场中会做匀加速直线运动。（ ） 24. 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，垂直电场方向的速度保持不变。（ ） 25. 电子枪的工作原理是利用匀强电场对电子进行加速，使电子获得高速。（ ） 26. 示波器的偏转电极产生的是非匀强电场，使电子束发生偏转。（ ） 27. 带电粒子在匀强电场中运动时，电场力做功的多少与粒子的运动路径无关。（ ） 28. 离子注入技术中，带电离子在匀强电场中被加速后，注入半导体材料，改变其导电性能。（ ） 29. 若带电粒子所受电场力与初速度方向垂直，粒子将做匀速圆周运动。（ ） 30. 结合电工电子岗位，掌握带电粒子在匀强电场中的运动规律，能帮助理解电子设备的工作原理，提升设备调试能力。（ ） 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 简述带电粒子在匀强电场中的两种常见运动类型，结合受力特点，说明每种运动类型的核心特征。 32. 结合电工电子专业场景，列举2个利用带电粒子在匀强电场中运动原理的设备，分别说明设备的工作原理及与专业工作的关联。 33. 结合电工电子岗位需求，说明研究带电粒子在匀强电场中的运动在电子设备调试、半导体制造中的应用意义，分析影响带电粒子在匀强电场中运动状态的关键因素。 参考答案 一、填空题（每空2分，共20分） 1. 电场力 2. 方向 3. 匀加速（或匀减速）直线 4. 类平抛 5. 加速 6. 匀强电场 7. 电能 8. 加速（或偏转） 9. 匀减速直线 10. 示波器（或电子枪） 二、单项选择题（每题3分，共30分） 11.C 12.B 13.B 14.B 15.B 16.C 17.B 18.C 19.D 20.A 三、判断题（每题2分，共20分） 21.√ 22.√ 23.√ 24.√ 25.√ 26.× 27.√ 28.√ 29.× 30.√ 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 答：两种常见运动类型分别是：匀加速（或匀减速）直线运动和类平抛运动。（2分）（1）匀加速（或匀减速）直线运动：受力特点是带电粒子的初速度方向与匀强电场方向平行（相同或相反），所受电场力方向与初速度方向在同一直线上，电场力大小和方向不变，加速度恒定。（4分）核心特征：粒子沿直线运动，速度大小随时间均匀变化（初速度与电场力同向时加速，反向时减速），加速度大小不变，运动轨迹为直线。（2分）（2）类平抛运动：受力特点是带电粒子的初速度方向与匀强电场方向垂直，所受电场力方向与初速度方向垂直，电场力大小和方向不变，加速度恒定且与初速度垂直。（4分）核心特征：粒子做曲线运动，轨迹为抛物线；垂直电场方向做匀速直线运动，速度大小不变；沿电场方向做匀加速直线运动，速度大小随时间均匀变化。（2分） 32. 答：实例1：电子枪（5分）。工作原理：电子枪内设置匀强电场，电子从阴极发射后，初速度近似为零，在匀强电场的电场力作用下做匀加速直线运动，获得足够的速度后射出，为后续电子束的偏转、成像提供高速电子。（3分）与专业关联：该实例贴合示波器、电视机显像管等电子设备的运维岗位需求，电子枪是这类设备的核心部件，掌握其工作原理，能帮助工作人员排查设备故障（如电子束速度不足、无法正常发射等），提升设备调试和维修能力。（2分）实例2：示波器（5分）。工作原理：示波器的偏转电极会产生匀强电场，高速电子束从电子枪射出后，进入偏转电场，由于电子初速度方向与电场方向垂直，电子做类平抛运动，发生偏转；通过调节偏转电场的强度，改变电子的偏转角度，从而在荧光屏上形成清晰的电信号波形。（3分）与专业关联：该实例贴合电子仪器调试、信号检测岗位需求，示波器是电工电子专业常用的测量仪器，掌握其工作原理，能帮助工作人员正确操作示波器，准确测量和分析电信号，排查电路故障。（2分）（其他合理实例也可） 33. 答：（1）电子设备调试中的应用意义：示波器、电子枪等电子设备的核心工作原理都与带电粒子在匀强电场中的运动有关，掌握其运动规律，能帮助工作人员理解设备的工作机制，在设备调试时，可根据粒子运动特点，调节电场强度、电极间距等参数，使设备达到最佳工作状态，排查电子束偏转异常、速度不足等故障，提升设备调试效率和质量，贴合电子设备运维、仪器调试的岗位需求。（3分）（2）半导体制造中的应用意义：半导体制造中的离子注入技术，利用带电粒子在匀强电场中加速的原理，将带电离子加速到合适速度后，注入半导体材料，改变半导体的载流子浓度，从而改变其导电性能，制造出不同类型的半导体器件。掌握粒子运动规律，能帮助工作人员控制离子注入的速度和深度，保证半导体器件的性能，贴合半导体制造、芯片加工的岗位需求。（3分）影响带电粒子在匀强电场中运动状态的关键因素：① 电场强度：电场强度越大，带电粒子受到的电场力越大，加速度越大，运动状态变化越快；② 粒子的电荷量和质量：电荷量越大、质量越小，粒子的加速度越大，运动状态越容易改变；③ 初速度：初速度的大小和方向决定了粒子的初始运动状态，以及后续的运动类型（直线或曲线运动）；④ 电场方向：电场方向决定了电场力的方向，进而影响粒子的运动方向和加速度方向。（4分） 学科网（北京）股份有限公司 $