《高中物理带电粒子在电场中的运动专题练习新人教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理带电粒子在电场中的运动专题练习新人教版选修3（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理带电粒子在电场中的运动专题练习新人教版选修3带电粒子在电场中的运动专题练习【典型例题】【例1】如图，E发射的电子初速度为零，两电源的电压分别为45V、30V，A、B两板上有小孔Oa、Ob，则电子经过Oa、Ob孔以及到达C板时的动能分别是：EKA= ，EKB= ，EKC= .【解析】由图示可知：A、B板带正电，且电势相等，电子在E、A之间被电场加速，由动能定理可得：eUEAEKA0 而UEA45V 所以EKA45eV 电子在A、B之间作匀速直线运动，所以EKBEKA45eV 电子在B、C之间作减速运动，由动能定理可得：eUBCEKCEKB 而 UBC30V 所以EKCEKBeUBC15e
2、V【答案】45eV、45eV、15eV【例2】如图，A、B为水平放置的平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连。两板的中央各有小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止开始自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路径返回。若保持两极板间电压不变，则A、若把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B、若把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C、若把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D、若把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 【解析】带电质点在下落的过
3、程中，由P到M只受重力作用，而由M到N受到重力和电场力的共同作用。对运动的全过程应用动能定理，得： 当改变A、B板间距离时，由于板间电压不变，故带电质点若能完成在板间的运动，电场力对其做功将不变。 若把A板向上平移一小段距离，假设带电质点仍能达到N孔，则 仍然成立，即达到N孔时速度恰好为零，然后返回。若把A板向下平移一小段距离，同上述分析，结果相同，故穿过N孔继续下落是错误的。若把B板向上平移一小段距离，假设带电质点仍能达到N孔，则电场力做功不变，而重力做功将变小，即，也就是说，在带电质点未到达N孔之前速度已经变为零，然后返回。若把B板向下平移一小段距离，假设带电质点仍能达到N孔，则电场力做功
4、不变，而重力做功将变大，即，也就是说，在带电质点到达N孔时，速度尚未减到零，于是将穿过N孔继续下落。【答案】A、C、D【例3】如图所示，A、B是一对平行的金属板，在两板之间加一个周期为T的交变电压U， A板的电势，B板的电势随时间的变化规律为：在0到时间内，（正的常数）；在到T时间内，；在T到时间内，,在到2T时间内，现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区域内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，试分析电子在板间的运动情况，并讨论电子能达到另一板的条件（设板间距离，其中e、m分别是电子的电荷量和质量）【解析】由题意可知：B板上的电势变化规律如图所示，A、B两板间的场强恒定，方向作周期变化，
5、故电子所受电场力也是大小恒定，方向作周期变化，即F= d为两板间距，故电子在各时间间隔内均为匀变速直线运动，至于运动的方向、运动速度的加、减情况以及运动过程所能到达的范围等，则完全取决于何时释放电子，此例可借助于电子运动的“v-t”图线来解决。如图所示坐标系vot对应于电子从t=0、T、2T时刻进入电子若从其它时刻进入，则其“ v-t”图线可通过平移坐标轴得到（如图的坐标系v/o/t/），通过“v-t”图线可直观、形象地对电子的运动情况进行分析判断。由“v-t”图分析易知，若电子在0，TTnT（n+）T时间内某时刻进入，则电子将先向B板作加速、减速运动，再回头向A板作加速、减速运动不断重复上述
6、过程，由于每一个周期中，向B板运动的位移大于回头向A板运动的位移，故电子最终将到达B板，若电子在，（n+）T（n+）T时间某时刻进入，则电子在经历了一次向B板加速、减速，再回头向A板加速、减速（也可能不经历减速）后将从A板小孔飞出电场。能力训练1、如图所示，长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则 （ ）AA、B两点间的电压一定等于mgLsin/qB小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能C若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/qD如果该电场由斜面中点正止方某处
7、的点电荷产生，则该点电荷必为负电荷2、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中0点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于（ ）A1：2B2：1 C1：D：13如图所示，两块长均为L的平行金属板M、N与水平面成角放置在同一竖直平面，充电后板间有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向射人电场，并沿虚线通过电场。下列判断中正确的是( )。A、电场强度的大小Emgcos/q B、电场强度的大小Emgtg/qC、液滴离开电场时的动能增量为-mgLtg D、液滴离开电场时的动能增量为-mgLsin4如图所示，质量为m、电量为q
8、的带电微粒，以初速度V0从A点竖直向上射入水平方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为VB2V0，而方向与E同向。下列判断中正确的是( )。A、A、B两点间电势差为2mV02/q B、A、B两点间的高度差为V02/2gC、微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D、从A到B微粒作匀变速运动5一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角=30，已知带电微粒的质量m=1.0107kg，电量q=1.01010C，A、B相距L=20cm（取g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（2）电场强度
9、的大小和方向？（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？图3-1-66一个带电荷量为q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成角，已知油滴的质量为m，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求：(1) 最高点的位置可能在O点的哪一方？(2) 电场强度 E为多少？(3) 最高点处(设为N)与O点的电势差UNO为多少？OvE7. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，两板间距离 d = 0.4 cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量
10、为 m = 210-6kg，电量q = 110-8 C，电容器电容为C =10-6 F求(1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？(2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ LBm,qdv0A带电粒子在电场中的运动专题练习参考答案1、A D 2、B 3 AD 4 ABD 5（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向作直线运动，所以其合力在AB方向上，分析可知电场力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动（2）在垂直于AB方向上，有qEsinmgcos=0所以电场强度E=1.7104N/
11、C 电场强度的方向水平向左（3）微粒由A运动到B时的速度vB=0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得， mgLsin+qELcos=mvA2/2 代入数据，解得vA=2.8m/s6(1) 在O点的左方(2) UNO =(1)由动能定理可得在O点的左方(2)在竖直方向 mgt = mv sin，水平方向 qEt = mv + mv cos(3) 油滴由O点N点，由qUmgh = 0，在竖直方向上，(v0 sin)2 = 2ghUNO =7(1)若第1个粒子落到O点，由v01t1，gt12得v012.5 m/s若落到B点，由Lv02t1，gt22得v025 m/s故2.5 m/sv05 m/s(2)由Lv01t，得t410-2 sat2得a2.5 m/s2，有mgqE=ma，E=得Q610-6C所以600个5 / 5
