《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)突破 帶電粒子在電場中的運(yùn)動（上）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)突破 帶電粒子在電場中的運(yùn)動（上）（19頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶電粒子在電場中帶電粒子在電場中的運(yùn)動（上）的運(yùn)動（上）一一. 帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速 例例1 例例2 例例3 例例4 例例5 例例6 6 二二. 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 對偏移公式的討論對偏移公式的討論 例例7 例例8 例例9 92年全國年全國7 例例10 04年海南理綜年海南理綜35 01年上海年上海11帶電粒子在電場中的帶電粒子在電場中的運(yùn)動運(yùn)動(上）上）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓壓U兩板間有一個(gè)帶正電荷量為兩板間有一個(gè)帶正電荷量為q的帶電粒子，它在電的帶電粒子，它在電場力

2、的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，到場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？Uq-+ 帶電粒子在電場力的作用下，電場力所的功帶電粒子在電場力的作用下，電場力所的功 W=qU，設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為，設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為VqE由動能定理由動能定理 1/2 mv2=qU mqUV2上式是從勻強(qiáng)電場的情況得出的，上式是從勻強(qiáng)電場的情況得出的，但是同樣適用非勻強(qiáng)電場的情況但是同樣適用非勻強(qiáng)電場的情況 一一.帶電粒子的加速帶電粒子的加速 例例1、如圖示，水平放置的平行板電容器間的勻強(qiáng)如圖示，水平放置的平行板電容器間的勻強(qiáng)電

3、場正中間電場正中間P點(diǎn)有一帶電粒子正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，點(diǎn)有一帶電粒子正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果把平行帶電板瞬時(shí)改為豎直放置，帶電粒子如果把平行帶電板瞬時(shí)改為豎直放置，帶電粒子的運(yùn)動將是的運(yùn)動將是 （ ）A. 保持靜止?fàn)顟B(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài) B. 從從P點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動C. 從從P點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動D. 從從P點(diǎn)開始做初速度為點(diǎn)開始做初速度為0，加速度為，加速度為 g的勻加速的勻加速直線運(yùn)動直線運(yùn)動2PD 例例2、 如圖示，一質(zhì)量為如圖示，一質(zhì)量為m帶電量為帶電量為+q的液滴自由的液滴自由下落，并從小孔進(jìn)入相距為下落，并從小孔進(jìn)入相距為d的兩平行板電容器，液的兩平行板電

4、容器，液滴下落的最大深度為滴下落的最大深度為d/2，極板電壓為，極板電壓為U，液滴開始，液滴開始下落的高度下落的高度h為：為： （ ）A. qU2mgB. （qU2mg）- d/2C. （2mg qU）- d/2D. （qUmg）- d/2d dh解解：由動能定理：由動能定理mg（h+d/2）- qU/2=0h =（qU2mg）- d/2B例例3、如圖所示，水平放置的兩平行金屬板相距如圖所示，水平放置的兩平行金屬板相距h，有，有一質(zhì)量為一質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為+q的小球在的小球在B板小孔正下方板小孔正下方H處以初速處以初速v0豎直向上進(jìn)入兩板間，欲使小球恰好打到豎直向上進(jìn)入兩板間，欲使小

5、球恰好打到A板，求板，求A、B板間的電壓的絕對值是多少？板間的電壓的絕對值是多少？ 解：解：+q從從B板到板到A板過程中，電場力可能做正功，板過程中，電場力可能做正功， 也可能做負(fù)功。設(shè)也可能做負(fù)功。設(shè)AB間電壓的絕對值為間電壓的絕對值為U。若電場力做正功，則由動能定理若電場力做正功，則由動能定理 qU-mg(H+h)=0 -1/2 mv02U= mg(H+h) - 1/2 mv02 q若電場力做負(fù)功，則由動能定理若電場力做負(fù)功，則由動能定理 - qU-mg(H+h)= 0- 1/2 mv02U= 1/2 mv02 - mg(H+h) q綜上兩種情況，綜上兩種情況，A、B兩板間電壓的絕對值為兩

6、板間電壓的絕對值為 U= mg(H+h) - 1/2 mv02 qABhHv0例例4、 如圖示，如圖示，M、N是水平放置的一對金屬板，其中是水平放置的一對金屬板，其中M板的中央有一個(gè)小孔板的中央有一個(gè)小孔O，板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電，板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，場，AB是一長是一長9L的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿，在桿上等間距地固的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿，在桿上等間距地固定著定著10個(gè)完全相同的帶正電小球，每個(gè)小球的電荷量為個(gè)完全相同的帶正電小球，每個(gè)小球的電荷量為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m，相鄰小球距離為，相鄰小球距離為L，現(xiàn)將最下端小球置于，現(xiàn)將最下端小球置于O處，然后將處，然后將AB由靜止釋放，由靜止釋放，AB在運(yùn)動

7、在運(yùn)動過程中始終保持豎直，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在過程中始終保持豎直，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第四個(gè)小球進(jìn)入電場到第五個(gè)小球進(jìn)入第四個(gè)小球進(jìn)入電場到第五個(gè)小球進(jìn)入電場這一過程中，電場這一過程中，AB做勻速運(yùn)動，求：做勻速運(yùn)動，求： （1）兩板間電場強(qiáng)度）兩板間電場強(qiáng)度E（2）上述勻速運(yùn)動過程中速度）上述勻速運(yùn)動過程中速度v 的大小的大?。?）第幾個(gè)小球進(jìn)入電場時(shí)速度恰好為）第幾個(gè)小球進(jìn)入電場時(shí)速度恰好為0？OMNBA102 4 68解：解： (1)有四個(gè)小球在電場中時(shí)有四個(gè)小球在電場中時(shí), 如圖示，由平衡條件如圖示，由平衡條件 OMNBA102 4 684qE=10mg E=2.5mg/q(2)從開始到第四個(gè)小球

8、剛好進(jìn)入電場的過程從開始到第四個(gè)小球剛好進(jìn)入電場的過程,由動能定理由動能定理10mg3L qE(3L+2L+L)=1/2 10 mv2 3gLv (3)第第n個(gè)小球剛好進(jìn)入電場之前的過程個(gè)小球剛好進(jìn)入電場之前的過程, 由動能定理由動能定理 BA102 4 68O10mg(n-1)L qEL(n-1) + (n-2) + +2+1)=0 10mg(n-1)L qEL(n-1) n/2=0 4qE(n-1)L qEL(n-1) n/2=0 n=8 例例5、如圖示，靜止在光滑水平面上，已經(jīng)充電的如圖示，靜止在光滑水平面上，已經(jīng)充電的平行板電容器的極板間距為平行板電容器的極板間距為d，在板上有個(gè)小孔，

9、電，在板上有個(gè)小孔，電容器固定在一絕緣底座上，總質(zhì)量為容器固定在一絕緣底座上，總質(zhì)量為M，有一質(zhì)量，有一質(zhì)量為為m的帶正電鉛丸對準(zhǔn)小孔水平向左運(yùn)動（重力不的帶正電鉛丸對準(zhǔn)小孔水平向左運(yùn)動（重力不計(jì)），鉛丸進(jìn)入電容器后，距左邊最小距離為計(jì)），鉛丸進(jìn)入電容器后，距左邊最小距離為d/2，求此時(shí)電容器已移過的距離。求此時(shí)電容器已移過的距離。mM解：解：鉛丸進(jìn)入電容器后，鉛丸和電容器之間有相互作用鉛丸進(jìn)入電容器后，鉛丸和電容器之間有相互作用的電場力，電容器做勻加速運(yùn)動，鉛丸做勻減速運(yùn)動的電場力，電容器做勻加速運(yùn)動，鉛丸做勻減速運(yùn)動,距左邊最小距離為距左邊最小距離為d/2時(shí)，跟電容器相對靜止，速度為時(shí)，跟

10、電容器相對靜止，速度為V由動量守恒定律由動量守恒定律 mv0=(m+M)V電容器做勻加速運(yùn)動，電容器做勻加速運(yùn)動，s=Vt/2鉛丸做勻減速運(yùn)動鉛丸做勻減速運(yùn)動, s+d/2=(v0+V)t/2解以上三式得解以上三式得 s= 1/2 md(m+M) 例例6 6 如圖示，如圖示， A 、B為平行金屬板，兩板的中央各有為平行金屬板，兩板的中央各有一個(gè)小孔一個(gè)小孔M和和N，K閉合時(shí)，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自閉合時(shí)，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距板上方相距為為h h 的的P點(diǎn)由靜止自由下落（點(diǎn)由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計(jì)，氣阻力忽略不計(jì)， 到達(dá)到達(dá)N孔時(shí)速度

11、恰好為零，然后沿原路返回孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則：，若保持兩極板間的電壓不變，則：( )( )A. .把把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P P點(diǎn)自由下落仍能返回點(diǎn)自由下落仍能返回B. .把把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P P點(diǎn)自由下落后將穿過點(diǎn)自由下落后將穿過N 孔繼續(xù)下落孔繼續(xù)下落C.C.把把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回點(diǎn)自由下落后仍能返回D.D.把把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過點(diǎn)自由下落后將穿過

12、N 孔，繼續(xù)下落孔，繼續(xù)下落解解：原來原來EK= = mg(h+d)- -qU=0=0A板平移，板平移，h+dh+d不變，不變， EK= 0= 0B板向上平移板向上平移EK= =mg (h+d)- -qU0 0B板向下平移板向下平移EK= =mg (h+d )- -qU0 0A C D若若K閉合后斷開，如何？閉合后斷開，如何？E不變，不變，A B 正確正確P PK KhdNA AB BM二二.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和和Y，板，板間距離為間距離為d在兩板間加以電壓在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強(qiáng)電場，兩板間的勻強(qiáng)電場

13、的場強(qiáng)為的場強(qiáng)為E=U/d現(xiàn)有一電荷量為現(xiàn)有一電荷量為-q的帶電粒子以水的帶電粒子以水平速度平速度v0射入電場中射入電場中.Yv0Y-qyL帶電粒子在初速度方向做勻速運(yùn)動帶電粒子在初速度方向做勻速運(yùn)動 L=v0t t=L/ v0 帶電粒子在電場力方向做勻加速運(yùn)動帶電粒子在電場力方向做勻加速運(yùn)動qEF mqEa/帶電粒子通過電場的側(cè)移帶電粒子通過電場的側(cè)移20222121vLmdqUaty偏向角偏向角0v0vtvyLymdvqULvatvvy2tan20002022vLmdqU21at21y對于不同的帶電粒子對于不同的帶電粒子（1）若以相同的速度射入，則）若以相同的速度射入，則yq/m（2）若以

14、相同的動能射入，則）若以相同的動能射入，則yq(3）若以相同的動量射入，則）若以相同的動量射入，則yqm（4）若經(jīng)相同電壓）若經(jīng)相同電壓U0加速后射入，則加速后射入，則022024dUUL2mdvqULyy與與 q m無關(guān)無關(guān),隨加速電隨加速電壓的增大而減小，隨偏壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。對偏移公式的討論對偏移公式的討論 例例7.帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)（除電場力外不計(jì)其它力的作用）（除電場力外不計(jì)其它力的作用） A電勢能增加，動能增加電勢能增加，動能增加 B電勢能減小，動能增加電勢能減小，動能增加 C電勢能和動能都不變

15、電勢能和動能都不變 D上述結(jié)論都不正確上述結(jié)論都不正確B 例例8.電子以初速度電子以初速度v0沿垂直場強(qiáng)方向射入兩沿垂直場強(qiáng)方向射入兩平行金屬板中間的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)增大兩板間平行金屬板中間的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)增大兩板間的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電子穿越平行板所需要的時(shí)間子穿越平行板所需要的時(shí)間 A隨電壓的增大而減小隨電壓的增大而減小B隨電壓的增大而增大隨電壓的增大而增大C加大兩板間距離，時(shí)間將減小加大兩板間距離，時(shí)間將減小D與電壓及兩板間距離均無關(guān)與電壓及兩板間距離均無關(guān)D 例例9 如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的離子的

16、離子以以v0的速度，沿與場強(qiáng)垂直的方向從的速度，沿與場強(qiáng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場，并從另一側(cè)強(qiáng)電場，并從另一側(cè)B點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成150角飛出則角飛出則A、B兩點(diǎn)間的電勢差是多少兩點(diǎn)間的電勢差是多少?1500EABqE解解:電子做類平拋運(yùn)動電子做類平拋運(yùn)動 a=qE/m由速度分解由速度分解VyV0Vt00330VctgVVyVy2=2ay =2qEy/m = 3V02qmVEyUAB2320V01992年全國年全國7 、 如圖如圖,電子在電勢差為電子在電勢差為U1的加速電場中由的加速電場中由靜止開始運(yùn)動靜止開始運(yùn)動,然后射入電勢差為然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間

17、的的兩塊平行極板間的電場中電場中,入射方向跟極板平行入射方向跟極板平行.整個(gè)裝置處在真空中整個(gè)裝置處在真空中,重力重力可忽略可忽略.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下,下述四種下述四種情況中情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是變大的是 ( )(A)U1變大、變大、U2變大變大 (B)U1變小、變小、U2變大變大(C)U1變大、變大、U2變小變小 (D)U1變小、變小、U2變小變小解解:20121mveU 1202eUmv122022tandULUmdvLeU BU1U2 例例10. 兩平行金屬板之間存在勻強(qiáng)電場，一帶電粒子兩平行金屬板之間存在勻

18、強(qiáng)電場，一帶電粒子以初動能以初動能EK沿垂直電力線方向飛入，飛離電場時(shí)動能沿垂直電力線方向飛入，飛離電場時(shí)動能為初動能的為初動能的2倍若同一帶電粒子初速度增加倍若同一帶電粒子初速度增加1倍，那么倍，那么，它飛出電場時(shí)動能為，它飛出電場時(shí)動能為_ EKv0解解：設(shè)初速度為：設(shè)初速度為v0，偏移為，偏移為yy20222121vLmdqUaty由動能定理由動能定理 Fy =EK= 2EK EK = EK若初速度為若初速度為2v0，偏移為，偏移為y，y則則 y=0.25y由動能定理由動能定理 F y =EK = EK - 4 EK = 0.25 EK EK = 4.25 EK4.2504年海南理綜年海

19、南理綜35 圖圖5為示波管中偏轉(zhuǎn)電極的示意圖為示波管中偏轉(zhuǎn)電極的示意圖,相相距為距為d長度為長度為l 的平行板的平行板A、B加上電壓后，可在加上電壓后，可在A、B之間的空間中（設(shè)為真空）產(chǎn)生電場（設(shè)為勻強(qiáng)電之間的空間中（設(shè)為真空）產(chǎn)生電場（設(shè)為勻強(qiáng)電場）。在場）。在AB左端距左端距A、B等距離處的等距離處的O點(diǎn)，有一電量為點(diǎn)，有一電量為+q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的粒子以初速沿水平方向（與的粒子以初速沿水平方向（與A、B板平板平行）射入（如圖）。不計(jì)重力，要使此粒子能從行）射入（如圖）。不計(jì)重力，要使此粒子能從C處處射出，則射出，則A、B間的電壓應(yīng)為間的電壓應(yīng)為 （ ）2202qlmvd2202qd

20、mvlqdlmv0mdlvq0C. A.B.D.+ + + + + + +- - - - - - -dv0AOBCA01年上海年上海11. 一束質(zhì)量為一束質(zhì)量為m、電量為、電量為q的帶電粒子以平的帶電粒子以平行于兩極板的速度行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場，如圖所示進(jìn)入勻強(qiáng)電場，如圖所示.如果如果兩極板間電壓為兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為，兩極板間的距離為d、板長為、板長為L.設(shè)粒子束不會擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場到飛出設(shè)粒子束不會擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場到飛出極板時(shí)電勢能的變化量為極板時(shí)電勢能的變化量為 .（粒子的重（粒子的重力忽略不計(jì)）力忽略不計(jì)）v0dL解解: 側(cè)位移側(cè)位移 2022221mdvqULtmdqUy電場力做功電場力做功2022222vmdLUqydUqFyW電勢能的變化量等于電場力做的功電勢能的變化量等于電場力做的功 .2022222vmdLUq