高考復(fù)習(xí)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、復(fù)合場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

1、高考復(fù)習(xí)-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、復(fù)合場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)一、考綱要求帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（只限于帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度平行或垂直于場(chǎng)強(qiáng)的情況）二、知識(shí)梳理： 帶電粒子在電場(chǎng)中的加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功等于帶電粒子動(dòng)能的增量。（1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中， 若v0=0，則 （2）在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中三、典型例題：例1如圖所示，某不計(jì)重力的帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，以速度v0從A板進(jìn)入平行板電場(chǎng)中，恰能到達(dá)B板，兩板間距離為d，求：（1）場(chǎng)強(qiáng)E的大小？（2）若帶電粒子運(yùn)動(dòng)到兩板中央時(shí)，兩板間的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則帶電粒子還能向前運(yùn)動(dòng)，再返回A板時(shí)的速率多大？例2如圖，極板電容器水平放置

2、，兩板間距為1.6cm (1)當(dāng)兩板間電勢(shì)差為300V時(shí)，一帶負(fù)電的小球在距下板0.8 cm處?kù)o止如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V時(shí)，帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？ （2）當(dāng)兩板間電勢(shì)差為60V時(shí)，一質(zhì)子也從距下板0.8cm處由靜止釋放，則質(zhì)子運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？（質(zhì)子的質(zhì)量為mp=1.671027kg）例3如圖所示，MN為水平放置的金屬板，板中央有一個(gè)小孔O，板下存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。AB是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的均勻帶正電的絕緣細(xì)桿。現(xiàn)將桿下端置于O處，然后將桿由靜止釋放，桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持豎直。當(dāng)桿下落L時(shí)速度達(dá)到最大。求： （1）細(xì)桿帶電量； （2）桿下落的最大速度

3、； （3）若桿沒(méi)有全部進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度減小為零，求此時(shí)桿下落的位移例4質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的微粒在O點(diǎn)以初速度v0與水平方向成角射出，如圖所示，微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒為f（1）如在某方向加上一定大小的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，能保證微粒仍沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng)，試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小值；（2）若加上大小一定、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，仍保證微粒沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng)，并且經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后微粒又回到O點(diǎn)，求微?；氐絆點(diǎn)時(shí)的速率*例5(實(shí)驗(yàn)班做)如圖所示，小車質(zhì)量M=8 kg，帶電荷量q=+3102C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=2102 N/C當(dāng)小車向右的速度為3 m

4、/s時(shí)，將一個(gè)不帶電、可視為質(zhì)點(diǎn)的絕緣物塊輕放在小車右端，物塊質(zhì)量m=1kg，物塊與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，小車足夠長(zhǎng)，g取10 m/s2求：(1)物塊相對(duì)小車滑動(dòng)時(shí)物塊和小車的加速度；(2)物塊相對(duì)小車滑動(dòng)的時(shí)間；(3)物塊在小車上滑動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；(4)從滑塊放在小車上后5 s內(nèi)小車電勢(shì)能的變化量四、作業(yè)1在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，有兩個(gè)帶電粒子先后由靜止從A點(diǎn)出發(fā)并通過(guò)B點(diǎn)，若兩粒子的質(zhì)量之比為2：1，電荷量之比為4：1，忽略它們所受的重力，則它們由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間之比為 （） A1： B：1 C1：2 D2：12如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為

5、+q的液滴自由下落，并從小孔進(jìn)入相距為d的兩平行板電容器液滴下落的最大深度為，極板電壓為U，則液滴開始下落的高度h為（ ） A BCD3兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié)，置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中小球l和2均帶正電，電荷量分別為q1和q2 (q1q2)將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行，如圖所示若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放后細(xì)線中的張力T為(不計(jì)重力及兩小球間的庫(kù)侖力) （）4如圖所示，水平放置的三塊帶孔的平行金屬板與一個(gè)直流電源相連，一個(gè)帶正電的液滴從a板上方M點(diǎn)處由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，設(shè)液滴電荷量不變從釋放至到達(dá)b板小孔處為過(guò)程I，在b、c之間運(yùn)動(dòng)為過(guò)程，則 （ ）A液滴不一定

6、能從c板小孔中穿出 B過(guò)程I中一定是重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大C過(guò)程I和過(guò)程液滴機(jī)械能變化量的絕對(duì)值相等D過(guò)程中一定是重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小5如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將另一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱闳舸穗姾稍贏點(diǎn)處的加速度大小為g，試求：（1）此電荷在B點(diǎn)處的加速度，（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和h表示)6如圖所示，有彼此平行的A、B、C三塊金屬板與電源相連接，B、A間相距為dl，電壓為U1；B、C間相距為d2，電壓為U2，且U10的空間中，存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E；在x，電子的重力忽

7、略不計(jì)，求：（1）電子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開該電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的時(shí)間t和離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v；（2）電子經(jīng)過(guò)x軸時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離l三、作業(yè)1如圖所示質(zhì)子和粒子從同一點(diǎn)以相同的速率垂直電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，若它們都落到極板上，則（） A它們飛行時(shí)間相同B水平飛行距離質(zhì)子大C在電場(chǎng)中的加速度質(zhì)子大D落到極板的速度粒子大2質(zhì)量不同、帶電量相同的粒子，不計(jì)重力，垂直于電場(chǎng)線射入同一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，若它們離開電場(chǎng)時(shí)速度方向改變的角度相同，則它們?cè)谶M(jìn)入電場(chǎng)前必然具有相同的（） A速度B動(dòng)量C動(dòng)能D速度、動(dòng)量和動(dòng)能3三個(gè)質(zhì)量相同，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，以相同的速率在帶電平行金屬板間的P沿垂直于電場(chǎng)方向

8、射入電場(chǎng)，分別落在A、B、C三點(diǎn)（如圖所示），則（） A落在A點(diǎn)的小球帶正電，B點(diǎn)的小球不帶電，C點(diǎn)小球帶負(fù)電B三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C三小球達(dá)到正極板的動(dòng)能關(guān)系是：EkAEkBEkCD三小球在電場(chǎng)中的加速度關(guān)系是：aCaBaA4如圖所示，帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進(jìn)入水平放置的平行金屬板間，恰好沿下板的邊緣飛出已知板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間的距離為d，板間電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，粒子通過(guò)平行金屬板的時(shí)間為t，(不計(jì)粒子的重力)，則（）A在前時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為B在后時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為C在粒子下落前和后的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1：2 D在粒子下落前和后的過(guò)

9、程中，電場(chǎng)力做功之比為2：15一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過(guò)的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無(wú)電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無(wú)限長(zhǎng)已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)B若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過(guò)每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同C若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過(guò)每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同D無(wú)論場(chǎng)強(qiáng)大小如何，小球通過(guò)所有無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同6如圖所示，一帶負(fù)電的油滴，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速率v0射入水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)，v0的方向與電場(chǎng)方向成角，已知油滴質(zhì)量為m，

10、測(cè)得它在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)P時(shí)的速率恰為v0，設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)（xP,yP），則應(yīng)有（） AxP0BxPRd)，內(nèi)筒通過(guò)一個(gè)電阻R0與電壓U足夠大的直流電源的正極相連，外筒與該電源的負(fù)極相連。在兩筒之間有相距為h的A、B兩點(diǎn)，其連線AB與圓筒軸線平行(1)若在A點(diǎn)有一質(zhì)量為m、電量為-q的帶電微粒，以v的初速率運(yùn)動(dòng)，且方向垂直于由A點(diǎn)和圓筒軸線構(gòu)成的平面。為了使此帶電微粒能夠經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，試求所有可供選擇的v值和U值（可以認(rèn)為內(nèi)外圓筒構(gòu)成的是一個(gè)平行板電容器)(2)若在薄圓筒間均勻地分布著質(zhì)量為m、電量為-q的帶電微粒，單位體積內(nèi)的帶電微粒的數(shù)量為n，且它們同時(shí)以大小為v0，方向垂直于由微粒所處位置和

11、圓筒軸線構(gòu)成的平面的初速率開始運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，微粒由于受電場(chǎng)力作用恰好與筒壁不發(fā)生碰撞則經(jīng)過(guò)多少時(shí)間筒間帶電微粒的總動(dòng)能達(dá)到最大值。(不計(jì)帶電微粒同的相互作用和空氣阻力，圓筒懸空在水平地面上方)二、作業(yè)1如圖所示，一個(gè)帶正電粒子以一定的初速度垂直進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)若不計(jì)重力，下列圖像中的哪一幅能描述粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡? （ ） A B C D2如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取某點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓，直徑ca與場(chǎng)強(qiáng)方向平行現(xiàn)在圓心處固定一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，把另一個(gè)帶電荷量為q小電荷放在圓周上a、b、c、d各處，下列說(shuō)法正確的是 ( )A放在c點(diǎn)恰好平衡時(shí)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的

12、場(chǎng)強(qiáng)E= B放在d點(diǎn)，-q受電場(chǎng)力F=2Eq C由a點(diǎn)沿圓周移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功 D由d點(diǎn)沿任意路徑移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力所做功的代數(shù)和為零3如圖所示，細(xì)線拴一帶負(fù)電的小球，處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則（ ） A小球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，繩的張力一定最小C小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球的線速度一定最大D小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能一定最大4勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(0)的粒子以初速度v0從A點(diǎn)沿垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間正好經(jīng)過(guò)B點(diǎn)B點(diǎn)與A點(diǎn)在同一水平面上若不計(jì)重力，則由圖可直接判斷出 ( ) A粒子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度的大小

13、vB=vAB粒子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度的大小vBvAC粒子的軌跡不可能是圖中的aD粒子的軌跡不可能是圖中的b5如圖所示，在范圍很大的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電荷量為+q的油滴，從A點(diǎn)以速度v豎直向上射入電場(chǎng)已知油滴質(zhì)量為m，重力加速度為g，當(dāng)油滴到達(dá)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，測(cè)得它的速度大小恰為v2則：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?（2）A點(diǎn)到最高點(diǎn)的電勢(shì)差為多少?6如圖所示，一個(gè)豎直放置的半徑為R的光滑絕緣環(huán)，置于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為最有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的空心小球套在環(huán)上，并且Eq=mg（1）當(dāng)小球由靜止開始從環(huán)的頂端A下滑1/4圓弧長(zhǎng)到達(dá)位置B時(shí)，小球的速度為多少?環(huán)對(duì)小球的壓力為多大?（2）小球從環(huán)的