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高三一轮复习专题:带电粒子在电场中的直线运动莆田第五中学 刘海山 1、带电粒子:(1)基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力.2、带电粒子在电场中的运动主要有:单方向直线运动、往复运动直线运动、类平抛运动(偏转)、圆周运动等。3、考查的类型主要有:带电粒子在点电荷电场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在交变电场中的运动。v 做直线运动的条件:(1) 粒子所受合外力F合=0,粒子做匀速直线运动。(2) 粒子所受合外力F合0,且与V0方向在同一直线上,带电粒子将做加速直线运动或者减速直线运动。一、带电粒子在点电荷电场中的直线运动典例1:如图所示,在O点放置正点电荷Q,a、b两点的连线过O点,现将质量为m、带电量为q的质子从a点由静止释放,质子运动到b的速率为v,若将粒子从a点由静止释放,求运动到b点的速率?二、带电粒子在匀强电场中的直线运动NMv典例2.如图所示,平行板间形成匀强电场,板间距为d,一带负电的粒子从上板边缘射入,沿直线从下板边缘射出,粒子质量为m,电量为q,下列说法正确的是:A.粒子加速度为零. B.粒子的电势能减少了mgdC.两极板间的电势差为mgd/q D.M板比N板电势高典例3:如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成300,板间距为d,两极板与一直流电源相连,上极板接电源正极。若一带电粒子以初速度v沿图中所示水平直线能通过电容器,重力加速度为g,(1) 粒子带什么电?(2) 通过电容器所用的时间为多少?v典例4.平行电极板水平放置,如图所示,有一质量为m的带电油滴,放在两极板之间恰好保持静止,已知两极板电势差为U,间距为d。则:A.油滴带正电,电量为mgU/dB.油滴带正电,电量为mgd/UC.油滴带负电,电量为mgd/UD.油滴带负电,电量为2mgd/U讨论:(1)下板接地,上板向上平移一小段距离,则:油滴受电场力如何变化?油滴将如何运动?(2)若迅速将平行板在竖直平面内顺时针转动900,那么,油滴将做:A.上抛运动 B.平抛运动 C.仍静止 D.匀加速直线运动dv0+-典例5.一质量为m,所带电荷量为-q的粒子以速度V0射入两带电平行极板间,如图所示,已知两极板间的电势差为U,距离为d,不计重力,则粒子穿出电场时的速度为:思考:若粒子从正极板水平射入电场,V0为多大时,粒子恰好到达负极板?三、带电粒子在交变电场中的直线运动典例6.如图1所示,真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图2所示。将一个质量m=2.010-27 kg,电量q=+1.610-19C的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力。求:(1) 若A板电势变化周期T=1.010-5s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子到达A板时动量的大小?(2) 若在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子到达A板时动能的最大,则A板电势变化周期应满足什么条件?(3) 若A板电势变化周期
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