帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(基礎(chǔ)篇)

1、.帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題：1、如下圖，一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過一勻強(qiáng)電場，a、b、c、d均為勻強(qiáng)電場中的等勢面，且，假設(shè)不計(jì)粒子所受重力，那么 A、粒子一定帶負(fù)電 B、粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線C、從A點(diǎn)到B點(diǎn)粒子的電勢能增加 D、粒子的動(dòng)能和電勢能之和在運(yùn)動(dòng)過程中保持不變2、質(zhì)量為m，帶電量為Q的帶電微粒從A點(diǎn)以豎直向上的速度射入電場強(qiáng)度為E的沿程度方向的勻強(qiáng)電場中，如下圖，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向變?yōu)槌潭确较颍笮∪詾?，微粒受到的電場力和重力大小相等，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A、微粒在電場中做勻變速運(yùn)動(dòng) B、A、B兩點(diǎn)間電勢差是C、由A點(diǎn)到B點(diǎn)微粒的動(dòng)能沒有變化 D、從A點(diǎn)到

2、B點(diǎn)合力對微粒做功為零3、質(zhì)子和氘核垂直射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，它們從電場中射出時(shí)偏離的間隔 相等，由此可知射入電場時(shí) A、質(zhì)子的動(dòng)能是氘核動(dòng)能的2倍 B、質(zhì)子的動(dòng)能與氘核動(dòng)能相等C、質(zhì)子的速度是氘核速度的2倍 D、質(zhì)子的動(dòng)量是氘核動(dòng)量的2倍4、如下圖，有一帶電粒子貼著A板內(nèi)側(cè)沿程度方向射入A、B兩板間的勻強(qiáng)電場，當(dāng)A、B兩板間電壓為U1時(shí)，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)A、B兩板間電壓為U2時(shí)，帶電粒子沿軌跡落到B板中間。設(shè)粒子兩次射入電場的程度速度之比為21，那么兩次電壓之比為 A、U1U211 B、U1U212 C、U1U214 D、U1U218二、填空題：1、如下圖，一個(gè)電

3、子以的速度沿與電場垂直的方向由A點(diǎn)飛進(jìn)勻強(qiáng)電場，并且從另一端B點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成角飛出，那么A、B兩點(diǎn)間的電勢差為_V.2、在一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，將一個(gè)電子從靜止開場釋放，那么這個(gè)電子的速度變化情況是_，它的加速度變化的情況是_.三、計(jì)算題：1、質(zhì)量是5×10-6Kg 的帶電粒子以2m/s的速度從程度放置的平行金屬板A、B中央沿程度方向飛入板間，板長L10cm，兩板間距d2cm，當(dāng)UAB為1000V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過板間，那么該粒子帶正電還是帶負(fù)電，電荷量為多少？當(dāng)AB間電壓多大時(shí)，此帶電粒子恰能從B右邊飛出。g=10m/s22、如下圖，程度放置的A、B兩平行板相距h，上

4、板A帶正電、現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球在B板下方間隔 為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢差UAB應(yīng)為多大？3、如下圖，一電子經(jīng)電壓加速后進(jìn)入兩塊程度放置、間距為d、電壓為U的平行金屬板間，假設(shè)電子從兩板正中央程度射入，且剛好穿出電場.求：1金屬板A、B的長度；2電子穿出電場時(shí)的動(dòng)能.4、如下圖電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器可調(diào)取值為02R0,定值電阻阻值為R0，C為平行板電容器，極板長度為，極板間距為，極板的右側(cè)距極板L處有一熒光屏。現(xiàn)讓一束質(zhì)量為m，電荷量為qq>0的粒子不計(jì)粒子的重力和粒子之間的作用力以速度平行于

5、極板沿中線進(jìn)入電容器，現(xiàn)改變滑動(dòng)變阻器阻值，并設(shè)所有帶電粒子總是能從右側(cè)穿出，試求帶電粒子在熒光屏上打擊范圍的豎直寬度多大？5、如下圖，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場.電量為q動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場，不計(jì)重力.(1) 假設(shè)粒子從c點(diǎn)分開電場，求電場強(qiáng)度的大小和粒子分開電場時(shí)的動(dòng)能；(2) 假設(shè)粒子分開電場時(shí)的動(dòng)能為Ek，那么電場強(qiáng)度為多大?d c E a b【答案與解析】一、選擇題：1、ABD解析：因?yàn)楦鞯葎菝媸潜舜似叫械钠矫妫妶鼍€垂直于等勢面并且指向電勢降低的方向，所以該電場是勻強(qiáng)電場且場強(qiáng)的方向豎直向下，帶電粒子在該場中受到 的電場力是恒力，又因?yàn)槌跛?/p>

6、度的方向垂直于電場線的方向，所以帶電粒子的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線且是勻加速曲線運(yùn)動(dòng).由能量守恒定律知道粒子的動(dòng)能增加，電勢能減小，選項(xiàng)BD正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向是向下的而電場力的方向是向上的，所以該粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確.2、ABCD解析：帶電微粒受到恒定的電場力和重力作用其合力也一定是恒力，所以微粒在復(fù)合場中做勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；這一過程微粒的動(dòng)能沒有發(fā)生變化，由動(dòng)能定理知，合力對微粒做的功為零，即h為A到B的豎直高度，d為沿電場線運(yùn)動(dòng)的間隔 ，所以選項(xiàng)CD正確；對微粒在豎直方向有：，所以，選項(xiàng)B正確.3、B解析：帶電粒子以初速度v0垂直于電場的方向射入勻強(qiáng)電場，設(shè)

7、平行板的長度是L，板間間隔 是d，偏轉(zhuǎn)電壓是U，那么 偏轉(zhuǎn)間隔 解得：，由此可見，它們從電場中射出時(shí)偏離的間隔 相等時(shí)，入射的初動(dòng)能一定相等，選項(xiàng)B正確.4、B解析：帶點(diǎn)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，將合運(yùn)動(dòng)沿著平行平板和垂直平行平板方向正交分解，有：，聯(lián)立解得。根據(jù)題意知：初速度之比為2:1，程度位移x之比為2:1，豎直位移y之比1:2，代入上式解得：二、填空題：1、135V解析：電子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，垂直于電場線的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，對電子應(yīng)用動(dòng)能定理得，代入數(shù)值解得UAB=135V2、越來越大 越來越小解析：電子在庫侖斥力的作用下由靜止開場做加速運(yùn)動(dòng)，不斷遠(yuǎn)離負(fù)點(diǎn)電荷，因?yàn)?/p>

8、它們之間間隔 的不斷變大，庫侖力不斷減小，加速度也不斷減小.三、計(jì)算題：1、解析：由粒子運(yùn)動(dòng)可知，其所受電場力方向向上，故帶負(fù)電。：，解得：設(shè)當(dāng)時(shí)，電場力小于重力且粒子從B板邊緣飛出，即為：代入數(shù)據(jù)解得：2、解析：法一：小球運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)過程，在B板下方時(shí)僅受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場后受向下的電場力和重力作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng).小球運(yùn)動(dòng)到B板時(shí)速度為vB.對第一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程：對第二個(gè)運(yùn)動(dòng)過程：加速度為按題意，h為減速運(yùn)動(dòng)的最大位移，故有，整理得 聯(lián)立兩式解得 由平行板電容器內(nèi)部勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，易知，故有 法二：對小球的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程由動(dòng)能定理得解得：3、 1 2解析：1對電子的加速過程運(yùn)用動(dòng)能定理：電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，在平行于金屬板的方向上勻速運(yùn)動(dòng)：在垂直于金屬板點(diǎn)的方向上，做勻加速運(yùn)動(dòng)： 電子的加速度聯(lián)立解得金屬板A、B的長度2對電子運(yùn)動(dòng)的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得：即電子剛好穿出金屬板時(shí)的動(dòng)能是4、解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為零時(shí)，帶電粒子垂直打在右側(cè)O點(diǎn)，偏距為零 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻為時(shí)，電容器兩板間電壓最高，偏距為最大 由題意有： 由以上四式得