2020新教材高中物理课时评价练八带电粒子在电场中的运动含解析新人教版必修第三册
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【知识点详解】 1. **电场力与电势的关系**:负电荷在电场中沿电场线从高电势向低电势运动时,由于电场力方向与电场线方向相反,电势降低意味着电场力做正功,负电荷动能增加。在题目中,负电荷从A到B做加速运动,表明电势φA小于φB,同时电场强度EA大于EB,因为负电荷所受电场力增大,加速度增大。 2. **电容器电场强度与距离的关系**:当平行板电容器间距增大时,电容C减小,但若保持两极板间的电压U不变,根据$E=\frac{U}{d}$可知,电场强度E保持不变,因此电子的加速度a保持不变。题目中,两次释放电子,虽然距离变为原来的4倍,但由于电场强度不变,电子的加速度a1/a2=1/1,但由于位移s变为4倍,所以最终速度v1/v2=1/2。 3. **类平抛运动与动能定理**:电子在匀强电场中沿垂直电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动。在题目中,电子的运动轨迹形成直角三角形,时间相等,根据运动学公式,可以得出速度比例vCy:vDy=1:2。利用动能定理,电子动能的变化量与电场力做功成正比,即与通过的电势差成正比,由此得出ΔEk1:ΔEk2=1:4。 4. **带电粒子在电场中的运动轨迹与动力学关系**:油滴在恒定电压的电场中,其运动轨迹取决于质量m、电荷量q、初速度v0以及电场强度E。沿直线运动的油滴满足重力与电场力平衡,而曲线运动的油滴则受到非平衡力的作用。沿曲线②和③运动的油滴,根据运动时间和加速度的计算,可以得出加速度大小之比为1:4。 5. **示波管的工作原理与灵敏度**:示波管的灵敏度取决于电场对电子的偏转能力,即每单位电压引起的偏移。减小两平行板间的距离d或增加板长L,可以增加电场对电子的偏转效果,从而提高灵敏度。此外,减小加速电压U1也可以使电子速度减小,增加偏转效果。因此,为了提高灵敏度,选项A正确。 6. **带电粒子在平行板电容器中的运动**:带电粒子在平行板电容器中运动时,加速度与电荷量成正比,与质量成反比。题目中,A和B的电荷量比为1:3,速度相同,若OC=CD,说明两者在电场中经历的位移相同,因此A的质量是B的三倍(m_A/m_B=1/3),才能使得它们同时到达相同位置。由于加速度a与电荷量q成正比,与质量m成反比,所以加速度之比为2:1。至于时间,由于两者加速度不同,无法简单地确定时间之比,需要进一步的计算。 以上就是高中物理中涉及带电粒子在电场中的运动的相关知识点,包括电场力、电势、电容器、动能定理、示波管工作原理以及带电粒子在平行板电容器中的动力学分析。这些知识点是理解电场中带电粒子行为的基础,对于解决类似问题至关重要。
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