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1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动要点一 带电粒子在电场中的直线运动 即学即用 1.如图所示,从 F 处释放一个无初速度的电子向 B 板方向运动,指出下列对电 子运动的描述中错误的是(设电源电动势为 U) ( ) A.电子到达 B 板时的动能是 U eV B.电子从 B 板到达 C 板动能变化量为零 C.电子到达 D 板时动能是 3U eV D.电子在 A 板和 D 板之间做往复运动 答案答案 C 要点二 带电粒子的偏转 即学即用 2.真空中的某装置如图所示,其中平行金属板 A、B 之间有加速电场,C、D 之间有偏转电场,M 为荧光屏.今有质子、氘核和粒子均由 A 板从静止开始被加速
2、电场加速 后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和 粒子的质量之比为 124,电荷量之比为 112,则下列判断中正确 的是 ( ) A.三种粒子从 B 板运动到荧光屏经历的时间相同 B.三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为 122 D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为 124 答案答案 B题型 1 带电粒子在复合场中的运动 【例 1】如图所示,两块与水平方向成角,平行且带等量异种电荷的金属板 AB 和 CD 正 对放置,板长均为 l.有一质量为 m、电荷量为+q 的微粒从金属板 A 端以 速度 v0沿水平方向进入两板间,并沿直线从
3、金属板 D 端射出.试求两板间 的电压是多少?带电微粒从 D 端射出时的速度是多少?答案答案 cosqmgd costan22 0glv题型 2 带电粒子在交变电场中的运动 【例 2】在空间有一正方向水平向右、大小按图所示的图线变化的电场,位于电场中 A 点的 电子在 t=0 时速度为零,在 t=1 s 时,电子离开 A 点的距离为 x,那么在 t=2 s 时,电子将处 在距 A 点多远的位置?答案答案 距 A 左方 1.810-6 m 处 题型 3 电学中的力学方法 【例 3】如图所示,两平行金属板 A、B 长 L=8 cm,两板间距离 d=8 cm,A 板比 B 板电势高 300 V.一带
4、正电的粒子电荷量 q=10-10 C,质量 m=10-20 kg,沿电场中心线 RO 垂直电场线 飞入电场,初速度 v0=2106 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、PS 间的无电场 区域后,进入固定在 O 点的点电荷 Q 形成的电场区域,(设界面 PS 右边点电荷的电场分 布不受界面的影响).已知两界面 MN、PS 相距为 12 cm,D 是中心线 RO 与界面 PS 的交 点,O 点在中心线上,距离界面 PS 为 9 cm,粒子穿过界面 PS 最后垂直打在放置于中心线 上的荧光屏 bc 上.(静电力常量 k=9.0109 Nm2/C2)(1)求粒子穿过界面 MN 时偏离中心线 R
5、O 的距离多远?到达 PS 界面时离 D 点多远? (2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹. (3)确定点电荷 Q 的电性并求其电荷量的大小. 答案答案 (1)3 cm 12 cm (2)(3)负电 1.0410-8 C1.（20092009烟台模拟）烟台模拟）竖直放置的平行金属板 A、B 连接一恒定电压,两个电荷 M 和 N 以相同的速率分别从极板 A 边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场,恰 好从极板 B 边缘射出电场,如图所示,不考虑电荷的重力和它们之间的相互作 用,下列说法正确的是 ( ) A.两电荷的电荷量可能相等 B.两电荷在电场中运动的时间相等 C.两电荷在电场中运动的加速度相等D.
6、两电荷离开电场时的动能相等 答案答案 AB 2.示波管是一种多功能电学仪器,它的工作原理可以等效成下列情况:如图所示,真空室中电 极 K 发出电子(初速不计),经过电压为 U1的加速电场后,由小孔 S 沿水平金属板 A、B 间的中心线射入板中.金属板长为 L,相距为 d,当 A、B 间电压为 U2时电子偏离中心线飞 出电场打到荧光屏上而显示亮点.已知电子的质量为 m、电荷量为 e,不计电子重力,下列 情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是 ( )A.U1变大,U2变大 B.U1变小,U2变大 C.U1变大,U2变小 D.U1变小,U2变小 答案答案 B 3.如图甲所示,真空中水平放置的相距为
7、d 的平行金属板板长为 L,两板上加有恒定电压后, 板间可视为匀强电场.在 t=0 时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量 为 m、电荷量为 q 的带电粒子从两板正中间以速度 v0水平飞入电场.若此粒子离开电场 时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计).求:(1)两板上所加交变电压的频率应满足的条件. (2)该交变电压 U0的取值范围.答案答案 (1)f=(n=1,2,3) (2)U0(n=1,2,3)Lm0v22 022 qLmndv4.如图所示,长为 L 的绝缘细线(不可伸长)一端悬于 O 点,另一端连接一质量为 m 的带负 电小球,置于水平向右的匀强电场中,在 O 点正下方钉一个钉子 O,已知小球受到的电场力是重力的,现将细线向右水平拉直后从静止释放,细线碰31到钉子后要使小球刚好绕钉子 O在竖直平面内做圆周运动,求 OO的长度.答案答案 L6325
