【精选】高中物理第一章静电场1.9带电粒子在电场中的运动课后训练新人教版选修3_1

1.9 带电粒子在电场中的运动

课后训练

1．一电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间

A．随电压的减小而减小

B．随电压的减小而增大

C．与电压无关

D．随两板间距离的增大而减少

2．α粒子(电荷数2，质量数4)、质子(电荷数、质量数均为1)、氘核(电荷数1，质量数2)三种带电粒子以相同的初动能垂直射入同一匀强电场，三者从电场中出来时的偏转量分别为x、y、z，下列三者的关系中，正确的是

A．x＝z＞y B．x＝z＜y

C．y＝z＜x D．y＝z＞x

3．带电粒子(不计重力)以水平初速度v0垂直于电场方向进入水平放置的平行金属板形成的匀强电场中，它离开电场时的速度偏离原来方向的偏向角为θ，竖直偏移的距离为h，则下列说法正确的是

A．粒子在电场中做类平抛运动

B．偏向角θ与粒子的电荷量和质量无关

C．粒子飞过电场的时间取决于极板长度和粒子进入电场时的初速度

D．粒子竖直偏移的距离h可由加在两极板间的电压来控制

4．如图所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中，设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定

A．油滴在电场中运动轨迹为抛物线

B．油滴在电场中做匀加速直线运动

C．油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离

D．油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还决定于油滴的比荷

5．如图所示是真空中A、B两板间的匀强电场，一电子由A板无初速度释放运动到B 板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为s1和s2，在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是t1和t2，下面选项正确的是

A．s1∶s2＝1∶4，t1∶t2＝∶1

B．s1∶s2＝1∶3，t1∶t2＝∶1

C．s1∶s2＝1∶4，t1∶t2＝1∶(－1)

D．s1∶s2＝1∶3，t1∶t2＝1∶(－1)

6．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。

若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是

A．2v、向下 B．2v、向下

C．3v、向下 D．3v、向上

7．如图所示，平行的两金属板M、N与电源相连，一个带负电的小球悬挂在两板间，闭合开关S后，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若N板向M板靠近，θ角将______；把S断开，再使N板向M板靠近，θ角将______。

8.如图所示，水平固定放置的平行金属板M、N，两板间电势差为U，板间距离为d，两板间有竖直固定的半径为d的绝缘光滑半圆形管道，管道圆心O在两板间中心(即圆心O 到上、下板距离相等，到板左、右端距离相等)。现有一质量为m、带正电荷、电荷量为

的小球从A处以速度v0＝水平进入管道(小球直径略小于管道直径且两者直径均可忽略不计)，小球离开管口B后恰好从平行金属板边界飞出。求：

(1)小球刚运动至B处时的速度大小；

(2)小球刚运动至B处时对管道的压力；

(3)平行金属板的长度L。

参考答案

1.答案：C

2.答案：C 由可知, y∝q。

所以y＝z＜x，C选项正确。

3.答案：ACD 设金属板长度为L，板间距为d，粒子在电场中只受到竖直向下的电场力做类平抛运动，A对；粒子飞过电场的时间可通过水平方向匀速运动规律：L＝v0t求出，故C对；由tan θ＝，可知B错；竖直偏移距离为h＝，

则D对。

4.答案：BD 油滴从静止开始，受重力和电场力作用，两个力都是恒力，所以合力是恒力，油滴在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，选项B、D对。

5.答案：D 由s＝at2可知：s1∶s2＝1∶3；根据t＝可知：t1∶t2＝1∶(－

1)。D选项正确。

6.答案：C 以油滴为研究对象，根据共点力平衡的条件：不加电压时mg－kv＝0

所加电压为U时，mg＋kv－＝0

所加电压为－U时，mg＋－kv′＝0

由以上各式得：v′＝3v，方向竖直向下。

7.解析：对小球受力分析，受重力mg、拉力T和电场力F

F＝Eq＝mg tan θ

闭合开关S，U不变，N向M靠近，极板间距d减小，E增大，F增大，θ角增大；开关断开，Q不变，再使N向M靠近，d减小，由U＝，E＝，F＝Eq，C＝得：F＝Eq ＝q，与d无关，所以θ角不变。

答案：变大不变

8.解析：(1)对小球在电场中受力分析得

qE＝＝2mg，F合＝qE－mg＝mg，方向竖直向上

设小球到达B点时速度为v B，小球从A到B由动能定理得：F合·2R＝

得：v B＝。

(2)设小球刚运动至B处时受管道的弹力为F N，有F N＋mg－qE＝m

得F N＝9mg

由牛顿第三定律得小球对管道的压力为9mg，方向竖直向上。

(3)小球从B点离开后做类平抛运动，竖直方向受到恒定作用力，

水平方向做匀速直线运动，得

解得s＝d

板长L＝2s＝2d。

答案：(1)(2)9mg，方向竖直向上(3)2d