專題一帶電粒子在電場中的運動

1、JUo *1- tT/2 T 3T/2 ： 2T =-U（不計重力作用）F列說法中正確的是AC電子必將打到左極板上放置，左極板接 規(guī)律如圖所示。帶電粒子m, qa = 2 tan 3yV0tan速度反向延長平分水平位移就象從 電子、質(zhì)子、離子等水平位移的中點發(fā)出來一樣；丁 塵埃、液滴、小球等宰-12mg 2l mv【例3】 已知如圖，勻強電場方向水平向右，場強下端系質(zhì)量為n=1.0 x 104kg,帶電量為q=+4.9 x 10-10C的小球，將小球從最低點O點,（1）21.25 mg0.2 l =mB/2 , VB=1.4m/s。兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。電容器帶電時

2、，兩極板就存在了電勢差，電容器的電量跟兩極板的電勢差的比值叫c = Q表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（導(dǎo)體大小、U形狀、相對位置及電介質(zhì)）決定的。單位：法拉（F）、皮法（pF）、微法（卩F） 1 F3.平行板電容器的電容靜電計實驗（測量電勢差）（1）（2）（3）（4）電勢差pF,s為正對面積、d為距離、k為靜電ssdC ,U , E -des閉合時，該微粒恰各用什么方法能K充電后將 K斷開；兩種情況下， （選 B,選C。）上移下極板N把下極板N接地號。2010屆高三物理備考專題復(fù)習(xí)：帶電粒子在電場中的運動一、帶電粒子在電場中的運動1. 帶電粒子在勻強電場中的加速一般帶電粒

3、子所受的電場力遠大于重 力，所以可以認(rèn)為只有電場力做功。動能定理W=ql=A E0 b$ c ,帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示，由圖可知A. 粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功B. 粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功C. 粒子從K到L的過程中，靜電勢能增加D. 粒子從L到M的過程中，動能減小2. 離子發(fā)動機飛船，其原理是用電壓 U加速一價惰性氣體離子，將它高速 噴出后，飛船得到加速，在氦、氖、氬、氟、氙中選用了氙，理由是用同樣電壓加速，它噴出時A.速度大B.動量大 C. 動能大3. a、b、c三個a粒子由同一點垂直場強方向進入偏轉(zhuǎn)電場, 由此可以肯定D.質(zhì)量大其軌跡如圖所

4、示，其中b恰好飛出電場, 在b飛離電場的同時，a剛好打在負(fù)極板上 b和c同時飛離電場 進入電場時，c的速度最大，a的速度最小 動能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大A.B.C.D.4. 在圖所示的實驗裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計相接，極板 B接地.若極板B稍向上移動一點，由觀察到靜電計指 針的變化，作出電容器電容變小的依據(jù)是A. 兩極間的電壓不變，極板上電荷量變小B. 兩極間的電壓不變，極板上電荷量變大C. 極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變小D. 極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變大5. 如圖所示，電子在電勢差為 U的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為

5、12的兩塊平行極板間的電場中，射入方向跟極板平行，整個裝置處在真空中，重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū) 的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角0變大的是A.U變大、U變大B. U變小、U2變大C.U變大、12變小D. U變小、U2變小6密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性.如圖所示是密立根實驗的原理示意圖，設(shè)小油滴質(zhì)量為m調(diào)節(jié)兩板間電勢差為 u,當(dāng)小油滴懸浮不動時，測出兩板間距離為d.可求出小油滴的電荷量 q=.7. 水平放置的平行板電容器的電容為 C,板間距離為d,極板足夠長，當(dāng)其 帶電荷量為Q時，沿兩板中央水平射入的帶電荷量為 q的微粒恰好做勻速直線運 動

6、.若使電容器電荷量增大一倍，則該帶電微粒落到某一極板上所需的時間8. 來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流，已知質(zhì)子電荷量 e=1.60 x 10-19 C,這束質(zhì)子流每秒打在靶上的質(zhì) 子數(shù)為，假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距I和41的兩處,各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為 n1和n2,則n1/ n2=.-2 -參考答案mgd 7 d U g，2/1，n=l尼=6.25 x 1015個，設(shè)質(zhì)子在與質(zhì)子源相距1AC 2.B3.D 4D 5.B6I和4|的兩處的速度分別為

7、V1、V2，Vi/ V2=,；-2aL =1/2，極短的相等長度質(zhì)子流中質(zhì)子數(shù)之比為 2a 4l(西二模)22. (16分)如圖所示，兩塊相同的金屬板正對著水平放置，板間距離為d。當(dāng)兩板間加電壓U時，一個質(zhì)量為 m、電荷量為 + q的帶電粒子，以水平速度V0從A點射入電場，經(jīng)過一段時間后 從B點射出電場，(1)(2)(3)(東一模)極板之間的電勢差為 U,板間電場可以認(rèn)為是均勻的。 以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達負(fù)極板時恰好落在極板邊緣。 已知質(zhì)子電荷為e,質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m,忽略重力和空氣阻力的影響，(1) 極板間的電場強度 E;(2) a粒子的初速度V。(東二模)22

8、. (16分)如圖所示，一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成 固定。細(xì)桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中，場強 套有一個帶電量為 q=1.73 10-5C、質(zhì)量為m=3 10-2kg的小球。 由靜止開始沿桿滑下，并從B點進入電場，小球在電場中滑至最遠處C點。離 X1=0.4m， g=10m/s2。求：(1) 帶電小球在B點的速度Vb；(2) 帶電小球進入電場后滑行最大距離X2 ;(3) 帶電小球從 A點滑至C點的時間是多少？(宣一模)23 : (18分)如圖所示，質(zhì)量為 m,電荷量為+q的小球 從距地面一定高度的0點，以初速度V0沿著水平方向拋出，已 知在小球運動的區(qū)域里，存在著一個與小球的初速

9、度方向相反的 勻強電場，如果測得小球落地時的速度方向恰好是豎直向下的， 且已知小球飛行的水平距離為 L,求：(1) 電場強度E為多大？(2) 小球落地點A與拋出點0之間的電勢差為多大？(3) 小球落地時的動能為多大？(西一摸)23. (18分)1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子后，許多科學(xué)家為測量電子的電荷量做了大量的探 索。1907-1916年密立根用帶電油滴進行實驗，發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量是某一數(shù)值 于是稱這一數(shù)值 e為基本電荷。=如圖所示，兩塊完全相同的金屬極正對著水平放置，板間的距離為d。噴霧器m、電荷量為A、B間的水平距離為 L。不計重力影響。求帶電粒子從 A點運動到B點經(jīng)歷的時間t;A、B間豎

10、直方向的距離 y;帶電粒子經(jīng)過 B點時速度的大小 V。22. (16分)兩個板長均為 L的平板電極，平行正對放置，相距為d,一個a粒子從正極板邊緣求:=300的角傾斜E=2 104N/C。在細(xì)桿上現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端 A已知AB間距當(dāng)質(zhì)量為m的微小帶電油滴在兩板間運動時，所受空氣阻力的大小與速度大小成正比。兩板間不加 電壓時，可以觀察到油滴豎直向下做勻速運動，通過某一段距離所用時間為 tl；當(dāng)兩板間加電壓 U (上極板的電勢高)時，可以觀察到同一油滴豎直向上做勻速運動，且在時間t2內(nèi)運動的距離與在時間tl內(nèi)運動的距離相等。忽略空氣浮力。重力加速度為g。(1) 判斷上述油滴的電性，要求說明理由；

11、(2) 求上述油滴所帶的電荷量 Q;(3) 在極板間照射X射線可以改變油滴的帶電量。再采用上述方法測量油滴的電荷量。如此重復(fù)操 作，測量出油滴的電荷量 Qi如下表所示。如果存在基本電荷，請根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)求出基本電荷 的電荷量e (保留到小數(shù)點后兩位)。實驗次序12345電荷量(10-18CQi0.951.101.411.572.02(海一模)23 .( 18 分)示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖14甲所示。電子槍具有釋放出電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在 熒光屏形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷

12、量e= 1.6 X0-19 C，質(zhì)量 m =0.91 X0-30 kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)。(1) 電子槍的三級加速可以簡化為如圖14乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到1.6 X0-16J,求加速電壓 U0為多大；(2) 電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y (豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長I = 4.0 cm，兩板間距離d= 1.0 cm，極板右端與熒光屏的距離L = 18 cm，當(dāng)在偏轉(zhuǎn)電極 U上加u = 480 sin 100 n V的正弦交變電

13、壓時，如果電子進入偏 轉(zhuǎn)系統(tǒng)的初速度 V0=3.0 X07 m/s，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；(3)如圖14甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子?？刂茤艠O的電勢比陰 極低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量。現(xiàn)要使電子打在熒光屏上 電子的數(shù)量增加，應(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。電子槍中A2和A3三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子束的聚焦作用，其中聚焦的電場可簡化為如圖 14丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線。請說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子束的聚焦作用。為如圖LAEe的整數(shù)倍,1=1E隨位置)偏轉(zhuǎn)變化規(guī)律為E (x)=J.k XV其中

14、 正電的(西二模)17.如圖所示，空間 為大于0的常數(shù)，單位為| 若不考慮其它力的作也劉 A.釋放后將一直沿第第軸第C. 在 x =絲).韌柵處的電勢三(門零模)丫8極如圖所示極的直線是真空中某電場的一條電場線，A、B是這條直線上的兩點，一帶正電粒子以速度 Va經(jīng)過A點向B點運動，經(jīng)過一段時間后，粒子以速度Vb經(jīng)過B點，且Vb與Va方向相反，不計粒子重力，下面說法正確的是圖14A. A點的場強一定大于 B點的場強B. A點的電勢 定咼偏轉(zhuǎn)X軸上場m。有一荷在 X V0=0.4 m3 -顯微鏡放后將一直沿A X軸負(fù)方向運動D熒在x = 0.4mU處的加速度最小T A、B點的電勢Lx/mC.粒子在

15、A點的速度可能小于在 B點的速度D.粒子在A點的電勢能一定小于在 B點的電勢能（朝一模）17.如圖所示，直線 MN是某電場中的一條電場線（方向未畫出）。虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下，由 a到b的運動軌跡，軌跡為一拋物線。A. 電場線 MN的方向一定是由 N指向MB. 帶電粒子由a運動到b的過程中動能一定逐漸減小C. 帶電粒子在a點的電勢能一定大于在 b點的電勢能D. 帶電粒子在a點的加速度一定大于在 b點的加速度F列判斷正確的是a*Mb（石一模）17.右圖中的虛線為某電場的等勢面，有兩個帶電粒子（重力不計），以不同的速率，沿不同的方向，從 A點飛入電場后，沿不同 的徑跡1和2運動，由軌

16、跡可以判斷A .兩粒子的電性一定相同B .粒子1的動能先減小后增大C .粒子2的電勢能先增大后減小D.經(jīng)過B、C兩點時兩粒子的速率可能相等場中，場強大小為E,方向與圓周平面平行，將一帶負(fù)電的粒子Q從0點以相同的動能射出， 射出方向不同時，粒子會經(jīng)過圓周上不同的點，在這些所有的點中，到達 C點時粒子的動能 總是最大。如果考慮到重力作用的影響，那么可以斷定電場強度方向由 0點指向圓周上的：A . AB上的某一點 B . BC上的某一點C . CD上的某一點 D . DA上的某一點（朝二模）20.圖甲中，MN為很大的薄金屬板（可理解為無限大），金屬板原來不帶電。在金屬板的右側(cè)，距金屬板的距離為 d的

17、一個位置上放入一個帶正電、電荷量為q的點電荷，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布。 P是點電荷右側(cè)，與點電荷之間的距離也為d的一個點，幾位同學(xué)想求出P點的電場強度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難。幾位同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)研究， 從圖乙所示的電場得到了一些啟示， 經(jīng)過查閱資料他們知道：圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的。圖乙中兩異 號點電荷電荷量的大小均為 q，它們之間的距離為 2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線。由此他們分別求出了P點的電場強度大小，一共有以卜四個不冋的答案（答案中k為靜電力常量），其中正確的是甲乙B ZC 費D 10kq222d4d9d（豐一模）19.空間某區(qū)域內(nèi)存在著電場，

18、電場線在豎直平面上的分布如圖所示，一個質(zhì)量為 m、電量為q的小球在該電場中運動， 小球經(jīng)過A點 時的速度大小為 V1,方向水平向右；運動至 B點時的速度大小為 V2，運 動方向與水平方向之間的夾角為 a, A、B兩點之間的高度差為 h、水平 距離為S,則以下判斷中正確的是A. A、B兩點的電場強度和電勢關(guān)系為Ek Eb、 ;： a V1,則說明電場力一定做正功m 22C. A、B兩點間的電勢差為（V2 -V1 ）2qEA與29d（海零模）分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子。如圖 建立如圖10所示的xOy坐標(biāo)系， 點間連線與 y軸正方向的夾角為 真空中靜電力常量為 k。下面給出20.設(shè)相距為y

19、軸方向，中點 P點距坐標(biāo)原點 O的距離為r （rl）， P、O兩 0，設(shè)無窮遠處的電勢為零，P點的電勢為0的四個表達式，其中只有一個是合理的。你可兩個相距很近的等量異號點電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子。10所示，取二者連線方向為l，電荷量O為原點,0,D.小球從A運動到B點的過程中電場力做的功為（海零模）18.如圖8所示，在豎直面內(nèi)有一以 平方向的直徑，該圓處于靜電場中。將帶負(fù)電荷的小球從 射出，小球會沿圓所在平面運動并經(jīng)過圓周上不同的點。 力對它做的功相同， 確的是（）1 2 1mv2 -2 2O點為圓心的圓，AB CD分別為這個圓沿豎直和水O點以相同的動能分別沿豎直平面向不同方向已知小球從 O點分別到A、B兩點的過程中電場mv： -mgh能不會求解 P點的電勢 0,但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理 性做出判斷。根據(jù)你的判斷，kql sin vr kql co