帶電粒子在電場中的運動基礎篇

1、帶電粒子在電場中的運動一、選擇題：1、如圖所示，一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過一勻強電場，a、b、c、d均為勻強電場中的等勢面，且，若不計粒子所受重力，則（ ）A、粒子一定帶負電 B、粒子的運動軌跡是拋物線C、從A點到B點粒子的電勢能增加 D、粒子的動能和電勢能之和在運動過程中保持不變2、質(zhì)量為m，帶電量為Q的帶電微粒從A點以豎直向上的速度射入電場強度為E的沿水平方向的勻強電場中，如圖所示，當微粒運動到B點時速度方向變?yōu)樗椒较?，大小仍為，已知微粒受到的電場力和重力大小相等，以下說法中正確的是（ ）A、微粒在電場中做勻變速運動 B、A、B兩點間電勢差是C、由A點到B點微粒的動能沒有變化 D、從

2、A點到B點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電場中，它們從電場中射出時偏離的距離相等，由此可知射入電場時（ ）A、質(zhì)子的動能是氘核動能的2倍 B、質(zhì)子的動能與氘核動能相等C、質(zhì)子的速度是氘核速度的2倍 D、質(zhì)子的動量是氘核動量的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兩板間的勻強電場，當A、B兩板間電壓為U1時，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當A、B兩板間電壓為U2時，帶電粒子沿軌跡落到B板中間。設粒子兩次射入電場的水平速度之比為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，一個電子以的速度沿與電場垂直的方向由A點飛進勻強電場，并且從另一端B點沿與場強方向成角飛出，那么A、B兩點間的電勢差為_V.2、在一個負點電荷形成的電場中，將一個電子從靜止開始釋放，則這個電子的速度變化情況是_，它的加速度變化的情況是_.三、計算題：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L10cm，兩板間距d2cm，當UAB為1000V時，帶電粒子恰好沿直線穿過板間，則該粒子帶正電還是帶負電，電荷量為多少？當AB間電壓多大時，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板小孔進入板間電場，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢差UAB應為多大？3、如圖所示，一電子經(jīng)電壓加速后進入兩塊水平放置、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.求：（1）金屬板A、B的長度；（2）電子穿出電場時的動能.4、如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，滑動變阻器可調(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?，F(xiàn)讓一束質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的粒子（不計粒子的

5、重力和粒子之間的作用力）以速度平行于極板沿中線進入電容器，現(xiàn)改變滑動變阻器阻值，并設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，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場.電量為q動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力.(1) 若粒子從c點離開電場，求電場強度的大小和粒子離開電場時的動能；(2) 若粒子離開電場時的動能為Ek，則電場強度為多大?d c E a b【答案與解析】一、選擇題：1、ABD解析：因為各等勢面是彼此平行的平面，電場線垂直于等勢面并且指向電勢降低的方向，所以該電場是勻強電場且場強的方向豎直向下，帶電粒子在該場中

6、受到 的電場力是恒力，又因為初速度的方向垂直于電場線的方向，所以帶電粒子的運動是類平拋運動，軌跡是拋物線且是勻加速曲線運動.由能量守恒定律知道粒子的動能增加，電勢能減小，選項BD正確，選項C錯誤；因為電場強度的方向是向下的而電場力的方向是向上的，所以該粒子帶負電，選項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，所以微粒在復合場中做勻變速運動，選項A正確；這一過程微粒的動能沒有發(fā)生變化，由動能定理知，合力對微粒做的功為零，即（h為A到B的豎直高度，d為沿電場線運動的距離），所以選項CD正確；對微粒在豎直方向有：，所以，選項B正確.3、B解析：帶電粒子以初速度v

7、0垂直于電場的方向射入勻強電場，設平行板的長度是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，它們從電場中射出時偏離的距離相等時，入射的初動能一定相等，選項B正確.4、B解析：帶點粒子在電場中做類平拋運動，將合運動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：電子在電場中做類平拋運動，垂直于電場線的方向做勻速運動，到達B點時的速度，對電子應用動能定理得，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始做加速

8、運動，不斷遠離負點電荷，因為它們之間距離的不斷變大，庫侖力不斷減小，加速度也不斷減小.三、計算題：1、解析：由粒子運動可知，其所受電場力方向向上，故帶負電。已知：，解得：設當時，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：小球運動分兩個過程，在B板下方時僅受重力作用，做豎直上拋運動；進入電場后受向下的電場力和重力作用，做勻減速直線運動.小球運動到B板時速度為vB.對第一個運動過程：對第二個運動過程：加速度為按題意，h為減速運動的最大位移，故有，整理得 聯(lián)立兩式解得 由平行板電容器內(nèi)部勻強電場的場強和電勢差的關系，易知，故有 法二：對小球的整個運動過程由動能定理得解得：3、 （1） （2）解析：（1）對電子的加速過程運用動能定理：電子進入偏轉(zhuǎn)電場后，在平行于金屬板的方向上勻速運動：在垂直于金屬板點的方向上，做勻加速運動： 電子的加速度聯(lián)立解得金屬板A、B的長度（2）對電子運動的全過程運用動能定理得：即電子剛好穿出金屬板時的動能是4、解析：當滑動變阻器接入電阻為零時，帶電粒子垂直打在右側(cè)O點，偏距為零 當滑動變阻器接入電阻為時，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