【精品解析】人教版物理必修3同步练习: 10.5 带电粒子在电场中的运动(能力提升)

人教版物理必修3同步练习: 10.5 带电粒子在电场中的运动(能力提升) 一、选择题 1．（2024高二下·自贡开学考）如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）（　　） A．减小加速电压U0 B．减小偏转电压U C．增大偏转极板间距离d D．减小偏转电场的板长L 【答案】A 【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转 【解析】【解答】设电子进入偏转电场的速度为v0，偏转电场极板的长度为L，极板间距为d，则在加速电场中，有 解得 电子在偏转电场中，做类平抛运动，有 ，， 联立以上各式可得 由此可知，要使偏转位移增大，可以增大偏转电压U，减小加速电压U0，减小偏转电场的极板间距d，增大偏转电场的板长L。 故答案为：A。 【分析】带电粒子在加速电场只有电场力做功，在偏转电场做类平抛运动。根据动能定理及类平抛运动规律确定偏转位移的表达式，再结合题意进行分析。 2．（2024高二上·广西期末）如图甲是静电喷涂原理的示意图．一带正电荷的涂料微粒从发射极由静止释放，仅在电场力的作用下，加速飞向吸极，其运动图像如图乙所示，是其路径上的两点．下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A．点的电势比点的低 B．点的电场强度比点的大 C．涂料微粒在点的电势能比在点的大 D．涂料微粒在点的加速度比在点的大 【答案】C 【知识点】电场强度；电势；带电粒子在电场中的加速 【解析】【解答】由速度时间图像可知，带正电荷的微粒做加速运动，且加速度逐渐增大，表明电场线方向向右，且电场强度逐渐增大； A. 沿着电场线方向电势降低，故M点电势高于N点电势，A不符合题意； B. 由题可知沿着电场线方向电场强度增大，故M点的电场强度比N点的电场强度小，B不符合题意； C. 涂料微粒带正电，故在电势高的地方电势能大，所以微粒在M点电势能比在N点的大，C符合题意； D. 微粒运动的加速度由电场力提供，故电场强度大的地方加速度大，M点的加速度小于N点的加速度，D不符合题意； 故答案为：C 【分析】利用速度时间图像可求出加速度的变化情况，结合带电粒子在电场中受电场力的特点，可求出电场的分布特点，进而得出结论。 3．（2024高二下·保定开学考）如图所示，一充电后与电源断开的平行板的两极板水平放置，板长为，板间距离为，距板右端处有一竖直屏。一带电荷量为、质量为的质点以初速度沿中线射入两板间，最后垂直打在上，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．两极板间电压为 B．质点通过电场过程中电势能减少 C．若仅增大初速度，则该质点不可能垂直打在上 D．若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在上 【答案】B 【知识点】电容器及其应用；电势能与电场力做功的关系；带电粒子在电场中的偏转 【解析】【解答】A、由题意可知，质点飞出平行板后只受重力作用且垂直打在M上，可知质点在平行板间竖直方向受力不平衡，质点在平行板间向上偏转做类平抛运动，如图所示 则有质点在平行板间竖直方向的加速度与飞出平行板后竖直方向的加速度大小相等，方向相反，在平行板间由牛顿第二定律可得 飞出平行板后则有 联立解得两极板间的电场强度为 由匀强电场的电场强度与电势差的关系式U=Ed可得 故A错误； B、质点在电场中向上偏移的距离为 其中 在水平方向 联立解得 此时质点在竖直方向的分速度为 则有质点在电场中运动增加的机械能为 由能量守恒定律可知，质点通过电场过程中电势能减少量等于质点机械能的增加量，故B正确； C、若仅增大初速度v0，质点在两个偏转过程中具有对称性，即两个过程的受力情况分别不变，竖直方向加速度大小相等，方向相反，运 ... ...