《高考物理母题解读七静电场母题13带电粒子在匀强电场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理母题解读七静电场母题13带电粒子在匀强电场中的运动（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题13、带电粒子在匀强电场中的运动【解法归纳】带电粒子在匀强电场中的运动按照类平抛运动规律解答。y0A(d,0)Ex典例、（2009年安徽卷第23题）如图所示，匀强电场方向沿轴的正方向，场强为E。在A（d，0）点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为的带电微粒，其中电荷量为q的微粒1沿轴负方向运动，经过一段时间到达（0，d）点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求 （1）分
2、裂时两个微粒各自的速度； （2）当微粒1到达（0，d）点时，电场力对微粒1做功的瞬间功率； （3）当微粒1到达（0，d）点时，两微粒间的距离。所以【针对训练题精选解析】1（2006四川理综卷第24.题）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 ，电阻R=15 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10
3、 m/s2)2（2012浙江期中测试）如图甲所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速进入电场，恰好从BC边的中点P飞出，不计粒子重力。（1）求粒子进入电场前的初速度的大小？（2）其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能？（3）现将电场分成AEFD和EBCF相同的两部分，并将EBCF向右平移一段距离x（xL），如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y，请求出y与x的关系？（3）将E
4、BCF向右平移一段距离x，粒子在电场中的类平抛运动分成两部分，在无电场区域做匀速直线运动，轨迹如图所示， 。 。3.（2012年4月浙江绍兴模拟）相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0 ，质量为m，电量为-e，在AB 两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0 k 1，U0=；紧靠B 板的偏转电场电压也等于U0 ，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。（1）在0T 时间内，荧光屏上有两个位置会发光
5、，试求这两个发光点之间的距离。（结果用L、d 表示，第2 小题亦然）（2）只调整偏转电场极板的间距（仍以虚线为对称轴），要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k 取恰当的数值，使在0T 时间内通过电容器B 板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，求k 值。荧光屏上两个发光点之间的距离y= y1- y2=。4.（15分）（2012年4月上海闵行区调研）如图1所示， A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道，AB段、CD段均为半径R1.6m的半圆，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场，场强E51
6、05V/m。质量为m=410-3kg、带电量q=+110-8C的小环套在轨道上。小环与轨道AD段的动摩擦因数为，与轨道其余部分的摩擦忽略不计。现使小环在D点获得沿轨道向左的初速度v0=4m/s，且在沿轨道AD段运动过程中始终受到方向竖直向上、大小随速度变化的力F（变化关系如图2）作用，小环第一次到A点时对半圆轨道刚好无压力。不计小环大小，g取10m/s2。求：（1）小环运动第一次到A时的速度多大？（2）小环第一次回到D点时速度多大？（3）小环经过若干次循环运动达到稳定运动状态，此时到达D点时速度应不小于多少？ (3) =，小环第一次从D到A做匀速运动 由F=kv=mg解得 所以， 则可知环与杆
7、的摩擦力f|Fmmg|=mg=qE， (2分)稳定循环时，每一个周期中损耗的能量应等于补充的能量 (1分) (1分)而 (1分)所以稳定循环运动时小环在AD段运动时速度一定要大于等于8m/s即到达A点的速度不小于8m/s (1分)稳定循环运动时小环从A到D的过程，由动能定理得： (1分)m/s=2 m/s (1分)达到稳定运动状态时，小环到达D点时速度应不小于2 m/s . (1分)R1R215（20分）(2012年5月浙江名校新高考联盟第二次联考)如图所示，一对半径均为R1的金属板M、N圆心正对平行放置，两板距离为d，N板中心镀有一层半径为R2的圆形锌金属薄膜，dR2R1，两板之间电压为UM
8、N，两板之间真空且可视为匀强电场。N板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表面会发射出最大速率为v，方向各异的电子，已知电子的电荷量为e，质量为m ，每秒稳定发射n个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子到达M板全部被吸收。M板右侧串联的电流表可以测量到通过M板的电流I。试求：（1）当UMN取什么值时，I始终为零；（2）当UMN取什么值时，I存在一个最大值，并求这个最大值；（3）请利用（1）（2）的结论定性画出I随UMN变化的图像。 6.（2012福建三市联考分）如图所示，在xoy坐标系中，两平行金属板如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L=2m，板间
9、距离d=1m,紧靠极板右侧有一荧光屏.两金属板间电压UAO变化规律如图所示，变化周期为T=210-3s，U0=103V，t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点，以平行于AB边v0=1000m/s的速度射入板间，粒子电量q=110-5C,质量m=110-7kg.不计粒子所受重力.求:（1）粒子在板间运动的时间;（2）粒子打到荧光屏上的纵坐标;（3）粒子打到屏上的动能.7. （2007上海物理第22题）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）若粒
10、子离开电场时动能为Ek，则电场强度为多大？8.（2008上海物理第 23题）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）。（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。（3）若将左侧电场II整体水平向右移动L/n（n1），仍使电子从ABCD区域左下角D处离开（D不随电场移动），求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。解析：（1）设
11、电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有解得y，所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（2L，）9（2012江西四市联考）质量m=2010-4kg、电荷量q=1010-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=40103N/C，场强方向保持不变到t=020s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变取g=10m/s2求：（1）原来电场强度E1的大小？（2）t=020s时刻带电微粒的速度大小？（3）带电微粒运动速
12、度水平向右时刻的动能？解：（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以mg=E1q（2分）所以 （1分）（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，设020s后的速度为v， 由牛顿第二定律：E2q-mg=ma（2分）由运动学公式 v=at=2m/s（1分）10（2012湖南衡阳六校联考）如图所示，水平放置的平行板电容器，原来AB两板不带电，B极板接地，它的极板长L= 0.1m，两板间距离d = 0.4 cm，现有一微粒质量m=2.010-6kg，带电量q=+1.010-8C，以一定初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处，取g=10m/s2试求：带电粒子入射初速度的大小；现使电容器带上电荷，使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出，则带电后A板的电势为多少？12
