带电粒子在电场中的运动基础篇

1、带电粒子在电场中的运动一、选择题：1、如图所示，一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场，a、b、c、d均为匀强电场中的等势面，且，若不计粒子所受重力，则（ ）A、粒子一定带负电 B、粒子的运动轨迹是抛物线C、从A点到B点粒子的电势能增加 D、粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变2、质量为m，带电量为Q的带电微粒从A点以竖直向上的速度射入电场强度为E的沿水平方向的匀强电场中，如图所示，当微粒运动到B点时速度方向变为水平方向，大小仍为，已知微粒受到的电场力和重力大小相等，以下说法中正确的是（ ）A、微粒在电场中做匀变速运动 B、A、B两点间电势差是C、由A点到B点微粒的动能没有变化 D、从

2、A点到B点合力对微粒做功为零3、质子和氘核垂直射入两平行金属板间的匀强电场中，它们从电场中射出时偏离的距离相等，由此可知射入电场时（ ）A、质子的动能是氘核动能的2倍 B、质子的动能与氘核动能相等C、质子的速度是氘核速度的2倍 D、质子的动量是氘核动量的2倍4、如图所示，有一带电粒子贴着A板内侧沿水平方向射入A、B两板间的匀强电场，当A、B两板间电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当A、B两板间电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间。设粒子两次射入电场的水平速度之比为21，则两次电压之比为（ ）A、U1U211 B、U1U212 C、U1U214 D、U1U218二、填空题：1、如

3、图所示，一个电子以的速度沿与电场垂直的方向由A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成角飞出，那么A、B两点间的电势差为_V.2、在一个负点电荷形成的电场中，将一个电子从静止开始释放，则这个电子的速度变化情况是_，它的加速度变化的情况是_.三、计算题：1、质量是5×10-6Kg 的带电粒子以2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，已知板长L10cm，两板间距d2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带正电还是带负电，电荷量为多少？当AB间电压多大时，此带电粒子恰能从B右边飞出。（g=10m/s2）2、如图所示，水平放置的A、

4、B两平行板相距h，上板A带正电、现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多大？3、如图所示，一电子经电压加速后进入两块水平放置、间距为d、电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中央水平射入，且刚好穿出电场.求：（1）金属板A、B的长度；（2）电子穿出电场时的动能.4、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器可调取值为02R0,定值电阻阻值为R0，C为平行板电容器，极板长度为，极板间距为，极板的右侧距极板L处有一荧光屏。现让一束质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子（不计粒子的

5、重力和粒子之间的作用力）以速度平行于极板沿中线进入电容器，现改变滑动变阻器阻值，并设所有带电粒子总是能从右侧穿出，试求带电粒子在荧光屏上打击范围的竖直宽度多大？5、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) 若粒子离开电场时的动能为Ek，则电场强度为多大?d c E a b【答案与解析】一、选择题：1、ABD解析：因为各等势面是彼此平行的平面，电场线垂直于等势面并且指向电势降低的方向，所以该电场是匀强电场且场强的方向竖直向下，带电粒子在该场中

6、受到 的电场力是恒力，又因为初速度的方向垂直于电场线的方向，所以带电粒子的运动是类平抛运动，轨迹是抛物线且是匀加速曲线运动.由能量守恒定律知道粒子的动能增加，电势能减小，选项BD正确，选项C错误；因为电场强度的方向是向下的而电场力的方向是向上的，所以该粒子带负电，选项A正确.2、ABCD解析：带电微粒受到恒定的电场力和重力作用其合力也一定是恒力，所以微粒在复合场中做匀变速运动，选项A正确；这一过程微粒的动能没有发生变化，由动能定理知，合力对微粒做的功为零，即（h为A到B的竖直高度，d为沿电场线运动的距离），所以选项CD正确；对微粒在竖直方向有：，所以，选项B正确.3、B解析：带电粒子以初速度v

7、0垂直于电场的方向射入匀强电场，设平行板的长度是L，板间距离是d，偏转电压是U，则 偏转距离 解得：，由此可见，它们从电场中射出时偏离的距离相等时，入射的初动能一定相等，选项B正确.4、B解析：带点粒子在电场中做类平抛运动，将合运动沿着平行平板和垂直平行平板方向正交分解，有：，联立解得。根据题意知：初速度之比为2:1，水平位移x之比为2:1，竖直位移y之比1:2，代入上式解得：二、填空题：1、135V解析：电子在电场中做类平抛运动，垂直于电场线的方向做匀速运动，到达B点时的速度，对电子应用动能定理得，代入数值解得UAB=135V2、越来越大 越来越小解析：电子在库仑斥力的作用下由静止开始做加速

8、运动，不断远离负点电荷，因为它们之间距离的不断变大，库仑力不断减小，加速度也不断减小.三、计算题：1、解析：由粒子运动可知，其所受电场力方向向上，故带负电。已知：，解得：设当时，电场力小于重力且粒子从B板边缘飞出，即为：代入数据解得：2、解析：法一：小球运动分两个过程，在B板下方时仅受重力作用，做竖直上抛运动；进入电场后受向下的电场力和重力作用，做匀减速直线运动.小球运动到B板时速度为vB.对第一个运动过程：对第二个运动过程：加速度为按题意，h为减速运动的最大位移，故有，整理得 联立两式解得 由平行板电容器内部匀强电场的场强和电势差的关系，易知，故有 法二：对小球的整个运动过程由动能定理得解得：3、 （1） （2）解析：（1）对电子的加速过程运用动能定理：电子进入偏转电场后，在平行于金属板的方向上匀速运动：在垂直于金属板点的方向上，做匀加速运动： 电子的加速度联立解得金属板A、B的长度（2）对电子运动的全过程运用动能定理得：即电子刚好穿出金属板时的动能是4、解析：当滑动变阻器接入电阻为零时，带电粒子垂直打在右侧O点，偏距为零 当滑动变阻器接入电阻为时，电容器两板间电压最高，偏距为最大 由题意有： 由以上四式得