物理選修例題帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)講解及習(xí)題含答案

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)練習(xí) 同步導(dǎo)學(xué)1帶電粒子的加速 (1)動(dòng)力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場(chǎng)線(xiàn)平行方向進(jìn)入電場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上，做加(減)速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如果是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則做勻加(減)速運(yùn)動(dòng) (2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場(chǎng)力作用，動(dòng)能變化量等于電勢(shì)能的變化量 (初速度為零)； 此式適用于一切電場(chǎng) 2帶電粒子的偏轉(zhuǎn) (1)動(dòng)力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)) (2)運(yùn)動(dòng)的分析方法(看成類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng))： 沿初速度方向做速度為v0的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 沿電場(chǎng)力方向做初速

2、度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 例1如圖181所示，兩板間電勢(shì)差為U，相距為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)正離子q以平行于極板的速度v0射入電場(chǎng)中，在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電荷的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角為多少? 解析：電荷在豎直方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受到的力FEqUq/d 由牛頓第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，由L = v0t得t = L/ v0 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： 帶電離子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，豎直方向的分速度：v離子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度可由下式確定： 3示波管的原理 (1)構(gòu)造及功能如圖l82所示 電子槍?zhuān)喊l(fā)射并加速電子 偏轉(zhuǎn)電極YY，：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓) XX，：使電子

3、束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓) 熒光屏 (2)工作原理(如圖182所示) 偏轉(zhuǎn)電極XX，和YY，不加電壓，電子打到屏幕中心；若電壓只加X(jué)X，只有X方向偏；若電壓只加YY，只有y方向偏；若XX，加掃描電壓，YY，加信號(hào)電壓，屏上會(huì)出現(xiàn)隨信號(hào)而變化的圖象4在帶電粒子的加速或偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題中，何時(shí)考慮粒子的重力?何時(shí)不計(jì)重力? 一般來(lái)說(shuō)：(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有特別說(shuō)明或有明確暗示以外，一般都不考慮重力(但不忽略質(zhì)量) (2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有特別說(shuō)明或有明顯暗示以外，一般都不能忽略重力 5易錯(cuò)易混點(diǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，定要區(qū)分開(kāi)位移的方向與速度的方向，它們

4、各自偏角的正切分別為：，切不可混例2兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖183所示，OAh，此電子具有的初動(dòng)能是 ( )A BedUh 圖184C D 例3一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖184所示如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)設(shè)粒子束不會(huì)擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為 (粒子的重力忽略不計(jì))分析：帶電粒子在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力做功導(dǎo)致電勢(shì)能的改變3. 在真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的

5、勻強(qiáng)電場(chǎng)若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電電量q的小球在此電場(chǎng)中由靜止釋放，小球?qū)⒀嘏c豎直方向夾角為的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將該小球從電場(chǎng)中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出，求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（取） （1）小球受到的電場(chǎng)力的大小及方向；（2）小球運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)之間的電勢(shì)差UmOq一、帶電粒子在電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)6在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線(xiàn)一端連著一個(gè)質(zhì)量為、電量為+的帶電小球，另一端固定于點(diǎn)。將小球拉起直至細(xì)線(xiàn)與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速釋放，則小球沿圓弧作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線(xiàn)與豎直方向的最大夾角為（如圖）。求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。（2）小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力。7.如圖所示，水

6、平軌道與直徑為d=0.8m的半圓軌道相接，半圓軌道的兩端點(diǎn)A、B連線(xiàn)是一條豎直線(xiàn)，整個(gè)裝置處于方向水平向右，大小為103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一小球質(zhì)量m=0.5kg,帶有q=510-3C電量的正電荷，在電場(chǎng)力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2，（1）若它運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)離A為L(zhǎng)，它恰能到達(dá)軌道最高點(diǎn)B，求小球在B點(diǎn)的速度和L的值（2）若它運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)離A為L(zhǎng)=2.6m，且它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)消失，它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到落地，求落地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離7.如圖所示，在E = 103V/m的水平向左勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場(chǎng)線(xiàn)平行，

7、其半徑R = 40cm，一帶正電荷q = 104C的小滑塊質(zhì)量為m = 40g，與水平軌道間的動(dòng)摩因數(shù)m = 0.2，取g = 10m/s2，求： （1）要小滑塊能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點(diǎn)多遠(yuǎn)處釋放？（2）這樣釋放的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點(diǎn)）8. 如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)o，用一根長(zhǎng)度為=0.40 m的絕緣細(xì)線(xiàn)把質(zhì)量為m=0.20 kg，帶有正電荷的金屬小球懸掛在o點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為=.現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線(xiàn)水平后由靜止釋放，求：(1)小球運(yùn)動(dòng)通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小.(2)小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)

8、小球的拉力大小.（3）如果要使小球能繞o點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則在A點(diǎn)時(shí)沿垂直于OA方向上施加給小球的初速度的大小范圍。(g取10 m/s，sin=O.60，cos=0.80) 9.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中一帶正電的小球以某一初速度從絕緣斜面上滑下，并沿與斜面相切的絕緣圓軌道通過(guò)最高點(diǎn)已知斜面傾角為300, 圓軌道半徑為，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右，場(chǎng)強(qiáng)為，小球質(zhì)量為m，帶電量為，不計(jì)運(yùn)動(dòng)中的摩擦阻力，則小球至少應(yīng)以多大的初速度滑下？在此情況下，小球通過(guò)軌道最高點(diǎn)的壓力多大？5.如左圖，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg，帶電量為的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。從t=0時(shí)刻

9、開(kāi)始，空間加上一個(gè)如右圖所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)，（取水平向右的方向?yàn)檎较颍?0m/s2。）求：（1）23秒內(nèi)小物塊的位移大?。唬?）23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功。Eqm左圖0t/sE/（105N/C)684212103-1右圖數(shù)列模擬試題精選一、選擇題：本大題共12小題，每小題5分，共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1若互不相等的實(shí)數(shù)、成等差數(shù)列，、成等比數(shù)列，且， 則=（ ） A4 B2 C2 D42已知等差數(shù)列共有10項(xiàng)，其中奇數(shù)項(xiàng)之和15，偶數(shù)項(xiàng)之和為30，則其公差是（ ）A5 B4 C3 D23在等差數(shù)列中，已知?jiǎng)t等于（ ）A40B42

10、C43D454在等差數(shù)列an中，若aa+ab=12，SN是數(shù)列an的前n項(xiàng)和，則SN的值為（ ）A48 B54 C60 D665設(shè)Sn是等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和，若，則（ ）A B C D6設(shè)是公差為正數(shù)的等差數(shù)列，若，則（ ）A B C D7已知等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，若，且A、B、C三點(diǎn)共線(xiàn) （該直線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)O），則S200（ ）A100 B101 C200 D2018在等比數(shù)列中，前項(xiàng)和為，若數(shù)列也是等比數(shù)列，則等于（ ）A B C D9設(shè)，則等于（ ）A B C D10彈子跳棋共有60棵大小相同的球形彈子，現(xiàn)在棋盤(pán)上將它疊成正四面體球垛，使剩下的彈子盡可能的少，那么剩下的彈子有（

11、）A3 B4 C8 D911設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為，令，稱(chēng)為數(shù)列，的“理想數(shù)”，已知數(shù)列，的“理想數(shù)”為2004，那么數(shù)列2， ，的“理想數(shù)”為（ ）A2002 B2004 C2006 D200812一給定函數(shù)的圖象在下列圖中，并且對(duì)任意，由關(guān)系式得到的數(shù)列滿(mǎn)足，則該函數(shù)的圖象是A B C D二、填空題：本大題共4小題，每小題4分，共16分，把答案填在題中橫線(xiàn)上.13數(shù)列an中，若a1=1，an+1=2an+3 （n1），則該數(shù)列的通項(xiàng)an= .14 .16已知整數(shù)對(duì)排列如下，則第60個(gè)整數(shù)對(duì)是_.三、解答題：本大題共6小題，共74分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.17（本小題滿(mǎn)分12分）數(shù)列an的前n項(xiàng)和記為Sn， （1）求an的通項(xiàng)公式;（2）等差數(shù)列bn的各項(xiàng)為正，其前n項(xiàng)和為T(mén)n，且，又成等比數(shù)列，求Tn 20（本小題滿(mǎn)分12分） 某市去年11份曾發(fā)生流感，據(jù)統(tǒng)計(jì)，11月1日該市新的流感病毒感染者有20人，此后，每天的新感染者平均比前一天的新感染者增加50人，由于該市醫(yī)療部門(mén)采取措施，使該種病毒的傳播得到控制，從某天起，每天的新感染者平均比前一天的新感染者減少30人，到11月30日止，該市在這30日內(nèi)感染該病毒的患者總共8670人，問(wèn)11月幾日，該市感染此病毒的新患者人數(shù)最多？并求這一天的新患者人數(shù).21（本小題滿(mǎn)分12分） 等差數(shù)列中，公差是自然數(shù)，等比數(shù)列中，