课件52张PPT。成才之路·物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3-1 课堂情景切入 方法警示探究 知识自主梳理 重点难点突破 考点题型设计课后强化作业 知识体系构建
基础夯实
1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动
答案：A
解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。
2．(2012·繁华中学高二检测)一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是( )
答案：B
解析：油滴自电场上方落入电场，即油滴进入电场时有一定的速度，而油滴受重力和电场力的作用，两者的合力指向右下侧，而油滴进入电场时的速度方向为竖直向下，故油滴的轨迹应如选项B的情形。
3．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )
A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电
C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电
答案：AC
解析：由题意可知，在XX′方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY′方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。
4．(2013·微山一中高二检测)
如图所示中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为6V、4V和1.5V，一质子(H)从等势面a上某处由静止释放，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则对质子的运动判断正确的是( )
A．质子从a等势面运动到b等势面电势能增加4.5eV
B．质子从a等势面运动到c等势面动能增加4.5eV
C．质子经过等势面c时的速率为2.25v
D．质子经过等势面c时的速率为1.5v
答案：BD
解析：ΔEp＝qUab＝2eV，A选项错误；
ΔEk＝qUac＝4.5eV，B选项正确；
qUab＝mv2
qUac＝mv
得vc＝1.5v，C选项错，D选项正确。
5．(2013·高密一中高二检测)
三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图所示，下面判断正确的是( )
A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电
B．落在a、b、c点的颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac
C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc
D．电场力对落在c点的颗粒做负功
答案：BD
解析：由于带电粒子都打在极板上，所以沿电场方向匀加速运动的时间t＝，垂直电场方向匀速运动由x＝v0t，得taab>ac，再由牛顿第二定律可推出，a带负电，b不带电，c带正电，故答案为B、D。
6．如图所示，两平行金属板竖直放置，左板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如下图所示。电子原来静止在左极板小孔处。若从t＝0时刻释放电子，问电子能否打到右板上？
解析：粒子不论加速运动还是减速运动，受到的静电力大小都是恒定的，只是方向一个周期变化一次。可作出从t＝0时刻释放电子后，电子在2个周期中运动的速度图象，由图象可知，电子的位移在每个周期里都是正值，说明电子一直向右运动，所以电子一定能击中右板。
答案：能
点评：根据电压图象分析出对应的速度图象 ，形象、直观，但要注意作图象时，因为粒子的加速度大小相同，所以速度图象的斜率的绝对值要相同。
7．如图所示，一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏？(电子的质量为9.1×10－31kg)
答案：136.5V
解析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，故水平分速度依然为vA，在B点的速度vB＝，由动能定理eUAB＝mv－mv得UAB＝。
代入数据得UAB＝136.5V。
能力提升
1．(2013·昌乐及第中学高二检测)
如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )
A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动
答案：BD
解析：
考查带电粒子在电容器中的运动，解题的关键是正确的受力分析及明确各力做功情况。 画出带电粒子的受力分析图如图所示，重力与电场力不可能平衡，选项A错误；带电粒子沿水平直线向右运动过程电场力做负功，电势能增加，选项B正确；合外力对带电粒子做负功，其动能减小，选项C错误；带电粒子做匀减速直线运动，选项D正确。
2．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴。油滴在极板间运动时所受空气阻力的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、向上
C．3v、向下 D．3v、向上
答案：C
解析：由题意知，未加电压时mg＝kv①
加电压U时，电场力向上，设为F，则有F＝mg＋kv②
当加电压(－U)时，电场力向下，匀速运动时有
F＋mg＝kv′③
联立①②③得：v′＝3v方向向下，C选项正确。
3．(2013·微山一中高二检测)如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板M的边缘沿平行于极板的方向进入M、N两极板间的匀强电场中，都恰好能从N板的右边缘飞出，不计重力作用，则( )
A．两粒子进入电场时的动能一定相等
B．两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等
C．两粒子飞出电场时的动能一定相等
D．两粒子飞出电场时的速度大小一定相等
答案：AC
解析：根据y＝，可判A对B错，又根据动能定理，得Ek＝EkO＋qU，C对， D错。
4．(2012·潍城区高二联考)在光滑水平面上有一荷质比＝1.0×10－7C/kg的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在水平面内建立坐标系Oxy，现突然加一沿x轴正方向、电场强度为2.0×106V/m的匀强电场，小球开始运动。经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，电场强度大小不变。则小球运动的轨迹和位置坐标正确的是下图中的( )
答案：C
解析：小球加速度大小a＝＝0.20m/s2,1s末小球速度vx＝at＝0.20m/s，沿x轴方向距离x1＝at2＝×0.20×12m＝0.10m。第2s内小球做类平抛运动，x方向x2＝vxt＝0.20m，沿y轴方向y2＝at2＝×0.20×12m＝0.1m，故第2s末小球坐标为(0.30m，0.10m)，故C正确。
5．(2013·三明高二月考)如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距 为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：
(1)电子通过B点时的速度大小；
(2)右侧平行金属板的长度；
(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能。
答案：(1) (2)d (3)
解析：(1)由U0e＝mv得：vB＝
(2)由y＝＝可得：
l＝d
(3)由动能定理得：U0e＋e＝Ek末
所以电子穿出右侧平行金属板时的动能
Ek末＝。
6．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103N/C和E2＝4.0×103N/C，方向如图所示，带电微粒质量m＝1.0×10－20kg，带电量q＝－1.0×10－9C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：
(1)B点距虚线MN的距离d2；
(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。
答案：(1)0.5cm (2)1.5×10－8s
解析：(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有
|q|E1d1－|q|E2d2＝0①
由①式解得d2＝d1＝0.50cm②
(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1＝ma1③
|q|E2＝ma2④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有
d1＝a1t⑤
d2＝a2t⑥
又t＝t1＋t2⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得t＝1.5×10－8s。
