hb040帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第 40 節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.2015 年海南卷 5 如圖，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)，在正極板附近有一質(zhì)量為M 、電荷量為 q （ q 0 ）的粒子，在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為q+m 、電荷量為 - q 的粒子，在電場(chǎng)力的作用下，兩粒子同時(shí)從靜l-q止開始運(yùn)動(dòng)。已知兩粒子同時(shí)經(jīng)過(guò)一平行于正極板且與其相距2 l 的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略，不計(jì)重力，則M ： m 為（ A ）5A.32B.2 1C.5 2D.3 1解析：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，對(duì)M 有， aEq ，2 l1 Eq t2；M52 M對(duì) m 有 a 'Eq ，3 l1 Eq t 2

2、， 聯(lián)立解得 M3，A 正確。m52 mm22. 2015 年理綜新課標(biāo)卷 14. 如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a 點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過(guò)a 點(diǎn)的軸（垂直于紙面）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45 °，再由 a 點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將（ D ）A 保持靜止?fàn)顟B(tài)aB向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)C向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng)D .向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)解析：現(xiàn)將兩板繞過(guò)a 點(diǎn)的軸（垂直于紙面）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電場(chǎng)力也不變，所以現(xiàn)將兩板繞過(guò)a 點(diǎn)的軸（垂直于紙面）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，帶電微粒受兩大小相等的力的作用 ,合力方向向左下方，故微粒將向左下

3、方做勻加速運(yùn)動(dòng)，故D 正確， A 、 B、C 錯(cuò)誤。3. 2017年江蘇卷4如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板A 、 B 、 C 中央各有一小孔，小孔分別位于 O 、 M 、 P 點(diǎn)。由 O 點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到P 點(diǎn)，現(xiàn)將 C 板向右平移到P'點(diǎn)，則由 O 點(diǎn)靜止釋放的電子（ A ）(A) 運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)返回ABCOMPP'1(B) 運(yùn)動(dòng)到 P 和 P' 點(diǎn)之間返回(C) 運(yùn)動(dòng)到 P' 點(diǎn)返回(D) 穿過(guò) P'點(diǎn)解析：設(shè) AB 板間的電勢(shì)差為U1 ， BC 間的電勢(shì)差為U2，板間距為 d ，電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，第一次由 O點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)

4、動(dòng)到P 點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理qU 1- qU 2= qEd ，將 C 向右移動(dòng)， BC 板間的UQ4 kQ不變，所以電子還是運(yùn)動(dòng)到P 點(diǎn)速度減小為零，然后返回，故A電場(chǎng)強(qiáng)度： ECdSd正確； B、C、 D 錯(cuò)誤。4.2017 年天津卷7 如圖所示，在點(diǎn)電荷Q 產(chǎn)生的電場(chǎng)中，實(shí)線MN 是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線，虛線 AB 是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、 B 兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢(shì)能分別為 EpA 、Ep B。AMN下列說(shuō)法正確的是BA 電子一定從 A 向 B 運(yùn)動(dòng)B若 aA> aB，則 Q 靠近 M 端且為正電荷C無(wú)論 Q 為正電荷還是負(fù)電荷一定有EA&l

5、t;EBppD B 點(diǎn)電勢(shì)可能高于 A 點(diǎn)電勢(shì)【答案】 BC【解析】電子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)，虛線AB 是電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線直線指向曲線的凹側(cè)，故電場(chǎng)的方向AMEN與電場(chǎng)力的方向相反，如圖所示，由所知條件無(wú)法判斷電子的運(yùn)動(dòng)方FB向，故 A 錯(cuò)誤；若 aA> aB，說(shuō)明電子在M 點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大， M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度較大，根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知，靠近M 端為場(chǎng)源電荷的位置，應(yīng)帶正電，故B 正確；無(wú)論 Q 為正電荷還是負(fù)電荷，一定有電勢(shì)AB ，電子電勢(shì)能E pe，電勢(shì)能是標(biāo)量，所以一定有 E p AEp B ，故 C 正確； D 錯(cuò)誤。5. 2013年廣東卷215.

6、噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖4 所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v 垂信號(hào)輸入直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中紙墨盒A.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B.電勢(shì)能逐漸增大v帶電室圖 4C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線D. 運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)答： C解析：不計(jì)重力的微滴帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力方向指向帶正電荷的極板，故A 錯(cuò)；在電場(chǎng)力方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng), 故粒子動(dòng)能增加 , 電場(chǎng)力做正功 , 電勢(shì)能減小， B 錯(cuò)；不計(jì)重力的帶負(fù)電微滴初速和恒定電場(chǎng)力垂直故軌跡為拋物線，C 對(duì)；由 F ma F Eq uEd 得 ： aUq可知粒子加速度和電量有關(guān)，側(cè)向位移mdy1 at 21eU

7、( l ) 2 ，可知運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量有關(guān)，D 錯(cuò)22mdv6.2011 年理綜安徽卷18 圖 (a)為示波管的原理圖。如果在電極YY 之間所加的電壓圖按圖 (b)所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖 (c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是電 子 YX亮斑YU yU xXXOt12t tOt 12t 3tt +YXY圖 (b)圖 (c)偏轉(zhuǎn)電極圖(a)熒光屏ABCD答案： B【解析】由于電極XX加的是掃描電壓，電極 YY之間所加的電壓信號(hào)電壓，所以熒光屏上會(huì)看到的圖形是B，答案 B 正確。37.2014 年理綜山東卷18 、如圖，場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一矩形

8、區(qū)域 abcd ，水平邊 ab 長(zhǎng)為 s，豎直邊 ad 長(zhǎng)為 h。質(zhì)量均為 m 、av0sbq帶電量分別為 + q 和 q 的兩粒子，由 a、 c 兩點(diǎn)先后沿ab 和 cdhqdv0c方向以速率 v0 進(jìn)入矩形區(qū)（兩粒子不同時(shí)出現(xiàn)在電場(chǎng)中）。不計(jì)重E力。若兩粒子軌跡恰好相切，則v0 等于（）s2qEsqEs2qEsqEA 、mhB 、mhC 、mhD 、mh2244【答案】 B【解析】相切時(shí)速度方向相同，與水平方向夾角相同，因此v0v0 , 又 v0 t1 v0t1 s,at 1at21at121at12h, 整理得 v0sqE ，選項(xiàng) B 對(duì)， ACD 錯(cuò)。222mh8.2011年物理江蘇卷

9、8 一粒子從 A 點(diǎn)射入電場(chǎng)，從B 點(diǎn)射出，電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面彼此平行，不計(jì)粒子的重力。下列說(shuō)法正確的有A 粒子帶負(fù)電荷B粒子的加速度先不變，后變小120V 30VAC粒子的速度不斷增大BD 粒子的電勢(shì)能先減小，后增大答： AB【解析】由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直（如圖），電場(chǎng)線先向右后向上偏，120V30VE而粒子卻向下偏了，所以電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，所以粒子帶負(fù)AB電， A 正確；又等勢(shì)面先平行并且密集，后變稀疏，說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度先不變，后變小，則粒子受電場(chǎng)力先不變，后變小，所以加速度先不4變，后變小， B 正確；電場(chǎng)力與初速度方向相反，所以速度先減小，C

10、 錯(cuò)誤；而電場(chǎng)力先做負(fù)功，所以電勢(shì)能先增大，D 錯(cuò)誤；9.2011年理綜安徽卷20 如圖（ a）所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B 間加有如圖（ b ）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P 處。若在 t 0 時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A 板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向 B 板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A 板上。則 t0 可能屬于的時(shí)間段是A 0 t0TTt03TABU AB4B 4U O23T9TPOTtt0TD Tt0T/2C-UO48答案： B圖 (a)圖 (b)解析：若0t0TB 板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、，帶正電粒子先加速向4減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)

11、動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B 板上，所Tt03TA 板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加以 A 錯(cuò)誤。若，帶正電粒子先加速向24速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離大于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在A板上，所以B 正確。3Tt0T ，帶正電粒子先加速向A 板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速若4運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離小于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B 板上，所以 C錯(cuò)誤。若 Tt09TB 板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速，帶正電粒子先加速向8運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B 板上，所

12、以 D錯(cuò)誤。10.2015年理綜天津卷7 、如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速度地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1，之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2 發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，屏5那么（AD ）A 、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2 對(duì)三種粒子做功一樣多B、三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C、三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D 、三種粒子一定打到屏上的同一位置，解析：設(shè)加速電場(chǎng)長(zhǎng)度為d ，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)長(zhǎng)度為L(zhǎng),在加速電場(chǎng)中有qE 1 d1 mv 2 ,在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中有2L vt ,y1E 2 q t 2E2 L2，偏移量與比荷無(wú)關(guān)，所以三種粒子一定打到屏上的同

13、一2m4E1 d位置，選項(xiàng) D 正確；偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功 WqE2 yqE 22 L2，與粒子的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A4E1 d正確；三種粒子在進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度不同，而在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功相同，故最后離開電場(chǎng)時(shí)速度不同，所以選項(xiàng)B 錯(cuò)；因三種粒子的偏轉(zhuǎn)量相同，但粒子的質(zhì)量越大則加速度越小，所以質(zhì)量越大的粒子加速的時(shí)間越長(zhǎng)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也越長(zhǎng)，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤。 故本題選 AD。11. 2016年海南卷 6.如圖，平行板電容器兩極板的間距為d ，極板與水平面成 45 °角，上極板帶正電。一電荷量為q（ q >0 ）的粒子在d電容器中靠近下極板處。以初動(dòng)能E k 0 豎直向上射

14、出。不計(jì)重力，45o極板尺寸足夠大，若粒子能打到上極板，則兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值為Ek0Ek02Ek02Ek0ABCD4qd2qd2qdqd【答案】 B【解析】根據(jù)電荷受力可以知道，粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)，如圖所示：6當(dāng)電場(chǎng)足夠大時(shí)，粒子到達(dá)上極板時(shí)速度恰好與上極板平行，如d圖，將粒子初速度v0 分解為垂直極板的vy 和平行極板的 vx ，根據(jù)v0vyvx45o運(yùn)動(dòng)的合成與分解，當(dāng)分速度vy0 時(shí)，則粒子的速度正好平行qE上極板，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：22Eqd ，由于v ymvyv0 cos0 ，Ek 0 1 m02 ，452v聯(lián)立整理得到：EEk0，故選項(xiàng) B 正確。2qd12.2018 年

15、江蘇卷5 如圖所示，水平金屬板 A、 B 分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將 B 板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴（ D）A 仍然保持靜止+ AB豎直向下運(yùn)動(dòng)U油滴-BC向左下方運(yùn)動(dòng)D 向右下方運(yùn)動(dòng)解析：兩極板平行時(shí)帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則重力等于電場(chǎng)力，當(dāng)下F 電極板旋轉(zhuǎn)時(shí)，板間距離增大場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力小于重力；根據(jù)電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面相垂直的特點(diǎn)，B 板右端向下，所以電場(chǎng)線發(fā)生彎曲，電場(chǎng)力mg方向改變，電荷處的電場(chǎng)線如圖所示，所以重力與電場(chǎng)力的合力偏向右下方，故粒子向右下方運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D 正確。13.2018年天津卷3 如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線（方

16、向未標(biāo)出），虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)MN點(diǎn)和 N 點(diǎn)的電勢(shì)分別為M 、N ，粒子在 M 和 N 時(shí)加速度大小分別M為 aM 、aN ，速度大小分別為vM、 vN ，電勢(shì)能分別為EPM、EPN 。下列判斷正確的是（D）A vMvN， aMaNB vMvN， MNC MN，EPMEPND aMaN，EPMEPN7解析：將粒子的運(yùn)動(dòng)分兩種情況討論：從M運(yùn)動(dòng)到 N和從N運(yùn)動(dòng)到 M，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，同一個(gè)粒子受到的電場(chǎng)力越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大，故有 aM aN ,若粒子從 M 運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎v曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電

17、場(chǎng)力方向和速度方向如答圖1 所示，故NF電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，即MvMvN , Ep MEp N ， 負(fù) 電 荷 在 低 電 勢(shì) 處 電 勢(shì) 能 大 ， 故答圖 1MN ,若粒子從 N 運(yùn)動(dòng)到 M ，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)N側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如答圖2所示，故電場(chǎng)力做正F功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，即vM vN ,EpEp，負(fù)電荷在低電vM答圖 2MN勢(shì)處電勢(shì)能大，故MN綜上所述，選項(xiàng)D 正確14.2018年全國(guó)卷III 、 21 如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平；兩微粒 a、 b 所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反，使它們分別靜止

18、于電容器的上、下極板附近，與極板距離相等?，F(xiàn)同時(shí)釋放 a 、 b ，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)。在隨后的某時(shí)刻t ， a、 b 經(jīng)過(guò)電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a 、b 間的相互作用和重力可忽略。下列說(shuō)法正確的是 （ BD ）aA a 的質(zhì)量比 b 的大bB在 t 時(shí)刻， a 的動(dòng)能比 b 的大C在 t 時(shí)刻， a 和 b 的電勢(shì)能相等D 在 t 時(shí)刻， a 和 b 的動(dòng)量大小相等解析：根據(jù)題述可知，微粒a 向下加速運(yùn)動(dòng)，微粒b 向上加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)a、 b 經(jīng)過(guò)電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面，可知a 的加速度大小大于b 的加速度大小，即aa> ab。對(duì)微粒 a ，由牛頓第二定律，qE

19、=ma aqE =mbb，聯(lián)立解得：qEqE，由此a ，對(duì)微粒 b ，由牛頓第二定律，amamb8式可以得出a 的質(zhì)量比b 小，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；在a、 b 兩微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，a 微粒所受合外力大于b微粒， a 微粒的位移大于b 微粒，根據(jù)動(dòng)能定理，在t 時(shí)刻， a 的動(dòng)能比 b 大，選項(xiàng)B 正確；由于在 t 時(shí)刻兩微粒經(jīng)過(guò)同一水平面，電勢(shì)相等，電荷量大小相等，符號(hào)相反，所以在t 時(shí)刻， a 和 b的電勢(shì)能不等，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；由于a 微粒受到的電場(chǎng)力（合外力）等于b 微粒受到的電場(chǎng)力（合外力），根據(jù)動(dòng)量定理，在t 時(shí)刻， a 微粒的動(dòng)量大小等于b 微粒的動(dòng)量大小，選項(xiàng)D 正確。故選BD 。15.

20、2016年四川卷 9.（ 15 分）中國(guó)科學(xué)家2015 年 10 月宣布中國(guó)將在2020 年開始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備，在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K 點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依此向右穿過(guò)各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場(chǎng)加速，加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B 時(shí)速度為6E 時(shí)速度為78 × 10m/s ，進(jìn)入漂移管1 × 10m/s ，電漂移管7源頻率為 1 × 10 Hz ，

21、漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個(gè)AB CDEK管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的1/2. 質(zhì)子的荷質(zhì)比取加速縫隙8脈沖電源1 × 10C/kg 。求：（ 1 ）漂移管 B 的長(zhǎng)度；（ 2 ）相鄰漂移管間的加速電壓?！敬鸢浮浚? ）0.4m （2 ） 6 104 V【解析】（1 ）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B 時(shí)速度為 vB，電源頻率、周期分別為f、T，漂移管 A 的長(zhǎng)度為9L，則 T1fTL vB2聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得L=0.4m（2 ）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E 的速度為 vE，相鄰漂移管間的加速電壓為U，電場(chǎng)對(duì)質(zhì)子所做的功為W ，質(zhì)子從漂移管B 運(yùn)動(dòng)到 E電場(chǎng)做功 W ，質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為 m ，則WqU

22、W3WW1 mvE21 mvB222聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得4U=6 × 10V16. 2016 年北京卷 23. （ 18 分）如圖所示，電子由靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于版面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為 m ，電荷量為 e，加速電場(chǎng)電壓為 U0 ，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板間電壓為 U，極板長(zhǎng)度為 L，板間距為 d。（1 ）忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)初速度v0 和從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直版面方向的偏轉(zhuǎn)距離y；U0L（2 ）分析物理量的數(shù)量級(jí)，是解決物理問(wèn)題的常用方m 、U、y法。在解決（ 1 ）問(wèn)時(shí)忽略了電子所受重力，請(qǐng)利用下列2-2-31-19C，

23、數(shù)據(jù)分析說(shuō)明其原因。已知 U=2.0 × 10V， d =4.0 × 10m， m =9.1 × 10kg ， e=1.6 × 10重力加速度g =10m/s2 。（3 ）極板間既有靜電場(chǎng)，也有重力場(chǎng)。電勢(shì)反映了靜電場(chǎng)各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請(qǐng)寫出電勢(shì)的定義式。類比電勢(shì)的定義方法，在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”G 的概念，并簡(jiǎn)要說(shuō)明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)。10【答案】（1 ） UL2（2 ）不需要考慮電子所受的重力4U0 d（3 ）EP 、電勢(shì) 和重力勢(shì) G 都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，僅僅由場(chǎng)自身的因素決定。q【解析】（1 ）根據(jù)功能關(guān)系，122eU0eU0m

24、v0 0可得： v02m在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：LmtLv02eU0則偏轉(zhuǎn)側(cè)移：y1a( t )21 Ue ( t )2UL222 dm4U 0d（2 ）考慮電子所受重力和電場(chǎng)力的數(shù)量級(jí)，有重力G=mg= 10 -29 N電場(chǎng)力 FUe10 15Nd由于 F>> G，因此不需要考慮電子所受的重力。（3 ）電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì) 定義為電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能EP 與其電荷量q 的比值即EP ，由于重q力做功與路徑無(wú)關(guān)，可以類比靜電場(chǎng)電勢(shì)的定義，將重力場(chǎng)中物體在某點(diǎn)的重力勢(shì)能EG 與其質(zhì)量m 的比值，叫做重力勢(shì)，即EGmghGGmgh 。電勢(shì) 和重力勢(shì) 都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的m物理量，都

25、是標(biāo)量，沿場(chǎng)線方向“勢(shì)”降低，都具有相對(duì)性，僅僅由場(chǎng)自身的因素決定。17. 2011 年理綜福建卷20 （ 15 分）反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)程類Md1d2似。如圖所示，在虛線MN 兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A 點(diǎn)由靜止開始，在電場(chǎng)力作用下沿直ABE1E2線在 A、 B 兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是33NE1=2.0 × 10N/C 和 E2 =4.0× 10N/C ，方向如圖所示。帶電微-20-9MN 的距離 d 1=1.0cm，不計(jì)帶電粒質(zhì)量 m= 1.0 × 10 kg ，帶電量 q=- 1.0× 10C， A 點(diǎn)距虛線微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)。求：B 點(diǎn)到虛線 MN 的距離 d 2 ；11帶電微粒從A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。答：（ 1 ） 0.50 cm-8（ 2） 1 .5 × 10 s【解析】（1 ）帶電微粒由A 運(yùn)動(dòng) B 的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有|q |E1d 1 | q|E2 d 2 = 0解得d 2 =E1