帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)篇

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題：1、如圖所示，一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過(guò)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c、d均為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，且，若不計(jì)粒子所受重力，則（ ）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(shì)能增加 D、粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(chǎng)強(qiáng)度為E的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向變?yōu)樗椒较?，大小仍為，已知微粒受到的電?chǎng)力和重力大小相等，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A、微粒在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng) B、A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差是C、由A點(diǎn)到B點(diǎn)微粒的動(dòng)能沒(méi)有變化 D、從

2、A點(diǎn)到B點(diǎn)合力對(duì)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(chǎng)中，它們從電場(chǎng)中射出時(shí)偏離的距離相等，由此可知射入電場(chǎng)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、如圖所示，有一帶電粒子貼著A板內(nèi)側(cè)沿水平方向射入A、B兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(chǎng)的水平速度之比為21，則兩次電壓之比為（ ）A、U1U211 B、U1U212 C、U1U214 D、U1U218二、填空題：1、如

3、圖所示，一個(gè)電子以的速度沿與電場(chǎng)垂直的方向由A點(diǎn)飛進(jìn)勻強(qiáng)電場(chǎng)，并且從另一端B點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成角飛出，那么A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為_V.2、在一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，將一個(gè)電子從靜止開始釋放，則這個(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的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，已知板長(zhǎng)L10cm，兩板間距d2cm，當(dāng)UAB為1000V時(shí)，帶電粒子恰好沿直線穿過(guò)板間，則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/s2）2、如圖所示，水平放置的A、

4、B兩平行板相距h，上板A帶正電、現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多大？3、如圖所示，一電子經(jīng)電壓加速后進(jìn)入兩塊水平放置、間距為d、電壓為U的平行金屬板間，若電子從兩板正中央水平射入，且剛好穿出電場(chǎng).求：（1）金屬板A、B的長(zhǎng)度；（2）電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能.4、如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)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(zhǎng)度為，極板間距為，極板的右側(cè)距極板L處有一熒光屏?，F(xiàn)讓一束質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的粒子（不計(jì)粒子的

5、重力和粒子之間的作用力）以速度平行于極板沿中線進(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、如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng).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(chǎng)，不計(jì)重力.(1) 若粒子從c點(diǎn)離開電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和粒子離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；(2) 若粒子離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為Ek，則電場(chǎng)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?shì)面是彼此平行的平面，電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面并且指向電勢(shì)降低的方向，所以該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)且場(chǎng)強(qiáng)的方向豎直向下，帶電粒子在該場(chǎng)中

6、受到 的電場(chǎng)力是恒力，又因?yàn)槌跛俣鹊姆较虼怪庇陔妶?chǎng)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(shì)能減小，選項(xiàng)BD正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向是向下的而電場(chǎng)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(chǎng)力和重力作用其合力也一定是恒力，所以微粒在復(fù)合場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；這一過(guò)程微粒的動(dòng)能沒(méi)有發(fā)生變化，由動(dòng)能定理知，合力對(duì)微粒做的功為零，即（h為A到B的豎直高度，d為沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)的距離），所以選項(xiàng)CD正確；對(duì)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v

7、0垂直于電場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，設(shè)平行板的長(zhǎng)度是L，板間距離是d，偏轉(zhuǎn)電壓是U，則 偏轉(zhuǎn)距離 解得：，由此可見，它們從電場(chǎng)中射出時(shí)偏離的距離相等時(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(chǎng)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，水平位移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(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，垂直于電場(chǎng)線的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，對(duì)電子應(yīng)用動(dòng)能定理得，代入數(shù)值解得UAB=135V2、越來(lái)越大 越來(lái)越小解析：電子在庫(kù)侖斥力的作用下由靜止開始做加速

8、運(yùn)動(dòng)，不斷遠(yuǎn)離負(fù)點(diǎn)電荷，因?yàn)樗鼈冎g距離的不斷變大，庫(kù)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(chǎng)力方向向上，故帶負(fù)電。已知：，解得：設(shè)當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)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(guò)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(chǎng)后受向下的電場(chǎng)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(duì)第一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程：對(duì)第二個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系，易知，故有 法二：對(duì)小球的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理得解得：3、 （1） （2）解析：（1）對(duì)電子的加速過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理：電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(zhǎng)度（2）對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的全過(guò)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