第10章 5. 带电粒子在电场中的运动-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（人教版）

人教版·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 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 带电粒子在电场中的受力 带电粒子在电场中受电场力F=qE,方向：正电荷与E同向，负电荷与E 反向；重力是否忽略视题目条件而定 2 加速电场中的运动 带电粒子沿电场方向进入加速电场，电场力做正功，动能增加 加速规律（动能定理） gU=m心-专m6:初度为g时gu=m,局v= 1 2qU 3 m 偏转电场中的运动 粒子垂直电场方向进入匀强电场，做类平抛运动（匀变速曲线运动） 5 偏转时间 沿初速度方向匀速：t=上(L为极板长度) o 偏转加速度 垂直方向：a= qE= qU m md (d为板间距，U为偏转电压) 偏转位移 y= 2mdv 8 偏转角 tane=vy=at=quL mdvo 9 出射速度 V=V哈+？，方向与%成日角 示波管原理 电子束经加速电场加速→偏转电场偏转→荧光屏显示；偏转位移y与偏转电压 10 U成正比 核心公式速记 2qU 9u=mv2→y m 偏转：t= L q qUL2 Vo md'y= 2mdvg tan o=qUL mdv 单位规范：q-C,U-V,m-kg,d-m,v-m/s,E-Vm或N/C 模快2 课堂同步提升习题 单选题 (每题只有一个正确选项) 1.带电粒子在匀强电场中只受电场力作用，下列说法正确的是 A.粒子一定做匀加速直线运动 B.粒子一定做类平抛运动 C.粒子可能做匀变速曲线运动 D.粒子一定做匀速圆周运动 2.电子以初速度0沿垂直于电场线方向射入匀强电场，若只受电场力，电子在电场中的运动性质是 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 3.带电粒子经加速电压U加速后（初速度为零），获得的速度大小为 qu A.\m B.1 U m qu C.2m 0 qu m 4.带电粒子垂直进入偏转电场，极板长为L,板间距为d,偏转电压为U,粒子初速度为0，则粒子在电场中运动 的时间为 A.L B. C % D. 2L o 5.上题中，粒子在偏转电场中的加速度大小为 A qu mL B md L D.- d 、mU 6.带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转位移y与下列哪个量成正比 A.Vo B.哈 1 C. 1 p.vo 7.示波管中，电子束在荧光屏上的偏转位移与偏转电压的关系是 A.与偏转电压成正比 B.与偏转电压成反比 C.与偏转电压的平方成正比 D.与偏转电压无关 8.质子和α粒子（氦核）经同一加速电场由静止加速，获得的速度之比为 A.1:1B.1:2C.V2:1D.2:1 9.带电粒子在偏转电场中运动时，若仅将偏转电压增大为原来的2倍，其他条件不变，则偏转位移变为原来的 1 B.1倍 C.2倍D.4倍 10.关于带电粒子在电场中的运动，下列说法正确的是 A电场力一定做正功 B.电场力做功与路径无关 C,粒子速度方向一定与电场力方向相同 D.粒子动能一定增大 二、多选题（每题有多个正确选项） 11.带电粒子垂直进入匀强偏转电场，只受电场力，下列说法正确的是 A.沿初速度方向做匀速直线运动 B.沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动 C.合运动为类平抛运动 D.粒子的加速度方向与初速度方向垂直 12.关于加速电场和偏转电场，下列说法正确的是 A加速电场中电场力做正功，粒子动能增加 B.偏转电场中电场力做正功，粒子动能增加 C.偏转电场中电场力方向与初速度方向垂直 D.偏转电场中粒子运动时间由板长和初速度决定 13.带电粒子经同一加速电场加速后，垂直进入同一偏转电场，下列物理量相同的是（不计重力） A.偏转位移B.偏转角C.出射速度大小 D.在偏转电场中的运动时间 14.关于示波管，下列说法正确的是 A.加速电场使电子获得较大速度 B.偏转电场使电子发生偏转 C.荧光屏用于显示电子束的位置 D.偏转电压越大，电子在屏上的偏转位移越大 15.带电粒子在匀强电场中运动，只受电场力，下列情况可能发生的是 A匀加速直线运动B.匀减速直线运动 C.类平抛运动D.匀速直线运动 三、填空题（每空2分） 16.带电粒子在加速电场中，电场力做功W=, 若初速度为零，则qU=m心，得V= 17.带电粒子垂直进入偏转电场，板长为L,初速度为6，则运动时间t= ；加速度a= (板间 距d,偏转电压U)。 18.偏转位移公式y= ；偏转角正切值tanB= 19.质子和a粒子经同一加速电场由静止加速，获得动能之比为」 获得速度之比为 20.示波管由 和荧光屏组成。 四、判断题（正确打"，错误打"×"） 21.带电粒子在偏转电场中做匀速直线运动。 22.偏转电场中，电场力方向与粒子初速度方向垂直。 23.加速电场中，电场力做正功，粒子动能一定增加。 24.偏转位移y与偏转电压U成正比。 25.带电粒子在电场中只受电场力时，可能做匀速圆周运动。 五、简答题（每题5分） 26.简述示波管中电子束从发射到在荧光屏上显示偏转位移的完整过程。 27,为什么说带电粒子在偏转电场中的运动是类平抛运动？请从受力特点和运动分解角度说明。 六、计算题（每题8分） 28.电子（电荷量g=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31kg)经电压U1=500V的加速电场由静止加速 后，垂直进入偏转电场。偏转电场板长L=0.10m,板间距d=0.02m,偏转电压U2=100V。求： (1)电子离开加速电场时的速度6； (2)电子在偏转电场中的运动时间t, (3)电子离开偏转电场时的偏转位移y; (4)电子离开偏转电场时的偏转角正切值tanB。 29.质子（电荷量g=1.6×10-19C,质量m=1.67×10-27kg)经电压U=2000V的加速电场由静止加 速，求质子获得的速度大小。 30.带电粒子垂直进入偏转电场，初速度6=2.0×106m/s,板长L=0.20m,板间距d=0.04m,偏转电 压U=400V,粒子的比荷9=1.0×1010C/kg。求： m (1)粒子在偏转电场中的运动时间； (2)粒子在偏转电场中的加速度； (3)粒子离开偏转电场时的偏转位移； (4)粒子离开偏转电场时的偏转角正切值。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：带电粒子在匀强电场中只受电场力，若初速度与电场力方向共线，做匀变速直线运动；若初速度与电场力方 向不共线，做匀变速曲线运动（类平抛）。故C正确。 2.C解析：电子垂直进入匀强电场，初速度方向与电场力方向垂直，做类平抛运动。 1 3.B解析：由qU= 2qU mv,得v=√。 4A解析：沿初速度方向匀速运动，t一6 5.B解桥：a=9E=9U m md 6C解析：y= .9UL2 1 2m0馆，与疗成正比。 7.A解析：示波管中偏转位移yxU,与偏转电压成正比。 &.C解析：质子9=e,α粒子9=2e= _e。由v=Y 2qU 1 m mp m-4m。-2mp m Va 9.C解析：y= qUL2 2m0?yxU,电压增大2倍，偏转位移变为2倍。 10.B解析：电场力做功与路径无关，只与始末位置电势差有关，B正确；电场力可能做负功，A、D错误；速度方向与电 场力方向不一定相同，C错误。 二、多选题 11.ABCD解析：垂直进入偏转电场，沿初速度方向匀速，沿电场力方向初速度为零的匀加速，合运动为类平抛，加速度 方向与初速度垂直。全部正确。 12.ACD解析：加速电场中电场力做正功，动能增加，A正确；偏转电场中电场力方向与初速度垂直，电场力做正功，B 表述不严谨，C正确；运动时间由板长和初速度决定，D正确。 13,AB解析：经同一加速电场后，互m哈=qU,则6=√m 1 qlL2 U12 2qUh。偏转位移y=2mdw?一4a方，与粒子种类 无送，A正确；tan日三之先，与拉子种送无送，B正确；出射速度太比荷有送，C误；动时间t工与有 关，D错误。 14.ABCD解析：示波管中加速电场使电子加速，偏转电场使电子偏转，荧光屏显示电子束位置，偏转电压越大偏转位移 越大。全部正确。 15.ABC解析：带电粒子在匀强电场中只受电场力，若初速度为零或与电场力共线，做匀加速或匀减速直线运动；若初速 度与电场力垂直，做类平抛运动。匀速直线运动需要合力为零，但只受电场力时合力不为零，D不可能。 三、填空题 qU 16.qU;m qU qUL 18.2mdw2'm 19.1:2;V2:1解析：质子g=e,m=mp;a粒子g=2e,m=4mp。动能Ek=qU,之比 2eu.2·2e=V2:1。 ew:2eU=1:25速度v=m,之比m。84m。 20.加速电场；偏转电场 四、判断题 21.×解析：偏转电场中做类平抛运动，不是匀速直线运动。 22.√解析：垂直进入偏转电场，电场力方向与初速度方向垂直。 23.√解析：加速电场中电场力做正功，动能增加。 qUL2 24.V解折：y=2m0:yxU. 25。×解析：匀强电场中电场力为恒力，不可能提供匀速圆周运动所需的向心力。 五、简答题 26.答：电子从阴极发射，经加速电场加速获得较大速度，垂直进入偏转电场做类平抛运动，离开偏转电场后做匀速直线 运动，打在荧光屏上显示偏转位移。偏转位移与偏转电压成正比。 27.答：带电粒子垂直进入匀强电场，只受电场力，电场力方向与初速度方向垂直，且电场力为恒力，加速度恒定。沿初 速度方向不受力，做匀速直线运动；沿电场力方向初速度为零，做匀加速直线运动。合运动为类平抛运动。 六、计算题 28. V2 (1)加速过程： qu=mvo, 2qU 2×1.6×10-19×500 1.6×10-16 V0=1 m 9.1×10-31 g.1×10-=V1.76×1014≈1.33×107m/5 L (2)偏转时间：t=二= 1.33×107≈7.5×10-9s 0.10 Vo (3)偏转位移：日=g%=1.6×10-19×100 1.6×10-17 md=9.1×10-31×0.02 71.82×10-≈8.79×1014m/s2, y=79=×8.79×10n×7.5×10-p=号×879×104×5.6×1017=25×10-2m= 1 0.025m (4)偏转角正切值：yy=at=8.79×1014×7.5×10-9≈6.6×106m/s, tan日=Y= 6.6×106 1.33x107≈0.50 29. qU= m2, 2×1.6×10-19×2000 6.4×10-16 v=V 2qU m 1.67×10-27 =√167×10-27=V3.83×10≈6.2×105m/s 30. L 0.20 (四运动时间：t=6=2.0×10=1.0×107s (2)加速度：a= qu q U m元=名F1.0×10w×000=1.0×100×1.0×104=1.0×1014m5 转位移：y=292=号×1.0×104×1.0×10-7P=2×1.0×104×1.0×10-14=0.50m 1 (3)1 (④）偏转角正切值：y=at=1.0×1014×1.0×10-7=1.0×107m/s,tan0=兰=1.0×107 62.0×10=5.0