高中物理每日一题之快乐暑假第09天带电粒子在电场中的运动含解析新人教版.docx

第09天 带电粒子在电场中的运动考纲要求：难易程度：如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O点经P板的小孔以速度v1射出，运动时间为t1，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离y后离开电场，离开电场时速度为v2，运动时间为t2，则下列判断正确的是A只增大U1，则t1增大B只增大U1，则y减小C只增大U2，则v2增大D只增大U2，则y减小【参考答案】BC大，故B正确，D错误；离开电场时的速度，则只增大U2，则v2增大，选项C正确；故选BC。【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场中的运动，可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式推导出偏移量。【知识补给】带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增加量。（1）在匀强电场中：W=qEd=qU=mv2mv02或F=qE=q=ma。（2）在非匀强电场中：W=qU=mv2mv02。2带电粒子在电场中的偏转（1）条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。（2）运动性质：匀变速曲线运动。（3）处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动。（4）运动规律：沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间 沿电场力方向，做匀加速直线运动两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA=h，此电子具有的初动能是A BC D一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是A匀速直线运动B匀加速直线运动C匀变速曲线运动D匀速圆周运动如图所示，在匀强电场E中，一带电粒子q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子q在开始运动后，将A沿电场线方向做匀减速直线运动B沿电场线方向做变加速直线运动C沿电场线方向做匀加速直线运动D偏离电场线方向做曲线运动喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的极小墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中A可能向负极板偏转B电场力做负功，电势能逐渐增大C运动轨迹与所带电荷量无关D运动轨迹是抛物线如图所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度，然后释放P，则P在电场内将做A匀速直线运动B水平向右的匀加速直线运动C斜向右下方的匀加速直线运动D曲线运动如图所示，一个带电粒子从粒子源进入加速电压为U1的加速电场（粒子初速不计），经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中线射入平行板间，A、B板长均为L，两板间距为d，偏转电压为U2。则带电粒子能从A、B两板之间飞出必须满足的条件是ABCD如图所示，一价氢离子（11H）和二价氦离子（24He）的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们A同时到达屏上同一点B先后到达屏上同一点C同时到达屏上不同点D先后到达屏上不同点如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么A经过加速电场的过程中，静电力对氚核做的功最多B经过偏转电场的过程中，静电力对三种核做的功一样多C三种原子核打在屏上的速度一样大D三种原子核都打在屏的同一位置上【参考答案】D 设电子的初动能为Ek0，末动能为零，极板间的电场，根据动能定理，解得：，故D正确。A 由于负电荷受到的电场力方向与电场方向相反，所以粒子受到的电场力方向与初速度方向相反，所以沿电场线方向做匀减速直线运动，A正确。D 由于重力不计的微滴带负电，微滴在极板间电场中受到的电场力向上，故微滴向上极板偏转，A错误；电场力微滴做正功，电势能减小，B错误；水平方向做匀速运动，而竖直方向上做匀加速运动，且加速度，与带电荷量有关，微滴在电场中做类平抛运动，运动的轨迹是抛物线，C错误，D正确。【名师点睛】带电粒子在匀强电场做类平抛运动，将运动分解到水平方向和竖直方向，按平抛运动的知识求解，另外清楚电场力做功与电势能的变化关系，若带电粒子经同一电场加速，再进入同一偏转电场，可得出运动轨迹与带电荷量无关，而本题所有粒子初速度相同，因此运动轨迹与带电荷量有关。B 当金属板a、b水平放置时，带电液滴P在电场内处于静止状态，说明处于平衡状态，竖直向上的电场力大小等于重力的大小。当两平行金属板a、b分别以O、O为中心的轴在竖直平面内转过相同的较小角度，然后释放P，此时P受到竖直向下的重力、垂直金属板的电场力，电场力方向与竖直方向的夹角为，如图所示。设板间距离原来为d，则由几何知识得：转过角时，板间距离为dcos，板间场强为，电场力为，电场力方向与竖直方向的夹角为，竖直方向的分力为。而原来液滴处于静止状态，即有，则得此时液滴竖直方向受力平衡，合力水平向右，故P将水平向右做匀加速直线运动，故B正确。比荷不同，则v0不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间不同。两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场，在偏转电场中的偏转位移，联立得，同理可得到偏转角度的正切，可见y和tan与电荷的电荷量和质量无关，所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同。故两种粒子打屏上同一点，故B正确，ACD错误。BD 设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d。在加速