
2023版新教材高中物理第一章静电场专项10带电粒子在交变电场中的运动课时作业教科版必修第三册
展开10 带电粒子在交变电场中的运动
提能力
1.如图(a)所示,两个平行金属板P、Q竖直放置,两板间加上如图(b)所示的电压.t=0时,Q板比P板电势高5 V,此时在两板的正中央M点有一个电子,速度为零,电子在静电力作用下运动,使得电子的位置和速度随时间变化.假设电子始终未与两板相碰.在0<t<8×10-10 s的时间内,这个电子处于M点的右侧,速度方向向左且大小逐渐减小的时间是( )
A. 0<t<2×10-10 s
B. 2×10-10 s<t<4×10-10 s
C. 4×10-10 s<t<6×10-10 s
D. 6×10-10 s<t<8×10-10 s
2.(多选)如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A.若t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上
B.若t=0时刻释放电子,电子可能在两板间往返运动
C.若t=时刻释放电子,电子可能在两板间往返运动,也可能打到右极板上
D.若t=时刻释放电子,电子必然回到左极板
3.(多选)如图甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),两板间距离足够大,当两板间加上如图乙所示的电压后,下列选项中反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律正确的是( )
4.一质量为m、带电荷量为+q的微粒放在静电场中,电场强度随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在静电力的作用下,从t=0由静止开始运动.则3t0时间内发生的位移为( )
A. B.
C. D.
专项10 带电粒子在交变电场中的运动
1.答案:D
解析:选向右为正方向,根据题图(b)作出粒子运动的vt图像如图所示.由图像可知选D.
2.答案:AC
解析:若t=0时刻释放电子,电子将重复先匀加速后匀减速的运动,直到打到右极板,不会在两极板间做往返运动,所以选项A正确,B错误;若t=时刻释放电子,电子先做匀加速运动后做匀减速运动,分析易知前内电子可能到达右极板,若前时间内电子未到达右极板,则电子将在两极板间做往返运动,所以选项C正确;同理,若t=时刻释放电子,电子有可能到达右极板,也有可能回到左极板,这取决于两板间的距离,所以选项D错误.
3.答案:AB
解析:分析电子一个周期内的运动情况:0~时间内,因B板电势高,则电子从静止开始向B板做匀加速直线运动;~时间内,沿原方向做匀减速直线运动,时刻速度为零;~时间内向A板做匀加速直线运动;~T时间内向A板做匀减速直线运动.接着重复这种运动.根据匀变速直线运动的vt图像是倾斜的直线可知,B图符合电子的运动情况,故B正确,C错误.电子做匀变速直线运动时xt图像应是抛物线,故D错误.根据电子的运动情况,匀加速运动和匀减速运动交替变化,而匀变速运动的加速度不变,at图像应平行于横轴,故A正确.
4.答案:C
解析:0~t0时间内:微粒做匀加速直线运动,a=
t0时刻速度v1=at0=
t0时间内位移x1=at=
t0~2t0时间内,微粒做匀减速直线运动,加速度大小同0~t0时间段,2t0时刻末速度v2=v1-at0=0,t0~2t0时间内位移x2=v1t0-at==x1
2t0~3t0重复0~t0的运动,故带电微粒先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动至速度为0,速度图像如图所示.以后以2t0为一个周期重复此运动.前3t0时间内位移x总=3x1=,故选项C正确.