2027物理步步高 大一轮复习第九章　第46课时　带电粒子在电场中的偏转

第九章

静电场带电粒子在电场中的偏转第46课时1.能根据运动的合成和分解、动力学和能量观点分析带电粒子在电场中偏转问题。2.会分析带电粒子在交变电场中的偏转问题。目标要求考点一带电粒子在匀强电场中的偏转考点二带电粒子在交变电场中的偏转内容索引课时精练带电粒子在匀强电场中的偏转考点一

中点

如图所示，喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的负电荷，在电场的作用下使电荷发生偏转到达纸上。已知两偏转极板长度为L1，极板右侧到纸张距离为L2，两极板间电场强度为E，质量为m、电荷量为q的墨滴在进入电场前的速度为v0，方向与两极板平行，O点为纸张与电场中线交点，不计空气阻力和墨滴重力，假设偏转电场

只局限在平行极板内部，忽略边缘电场的影响。求：(1)墨滴通过偏转极板的时间；

墨滴进入偏转电场做类平抛运动，如图所示

(2)墨滴射出偏转极板时在竖直方向上的位移y；

(3)墨滴射出偏转极板时的动能；

(4)墨滴射出偏转极板时的速度方向与原入射方向夹角的正切值；

(5)墨滴打到纸上的点距O点的距离。

(来自教材)让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分离成三股粒子束？试通过计算说明。讨论交流

(2025·河北沧州市二模)如图甲、乙所示为示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。现在偏转电极Y、Y'之间加图丙所示电压。加速电压U0的调节不仅影响电子速度，还能间接控制波形显示的缩放比例，是示波器校准的重要参数。若仅将加速电压U0增大为原来的2倍，其他条件不变，则电子在竖直方向的最大侧移量变为原来的√

(2025·江苏卷·13)如图所示，在电场强度为E，方向竖直向下的匀强电场中，两个相同的带正电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出，速度方向与水平方向夹角均为θ。已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计重力及粒子间相互作用。求：(1)a运动到最高点的时间t；

(2)a到达最高点时，a、b间的距离H。

(2)小球从A点到C点运动过程中的最小速度的大小。

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带电粒子在交变电场中的偏转考点二1.当粒子垂直于交变电场方向射入时，沿初速度方向的分运动为匀速直线运动，沿电场方向的分运动具有周期性。2.研究带电粒子在交变电场中的偏转运动，关键是根据电场变化的特点，利用牛顿第二定律正确地判断粒子的运动情况。根据电场的变化情况，分段求解带电粒子运动的末速度、位移等。3.对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，若粒子穿过板间的时间极短，带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动。

如图(a)所示，水平放置的两正对、平行金属板A、B间加有如图(b)所示的交流电压UAB，现有一带电粒子从A板左端边缘以速度v0水平射入电场。粒子电荷量为+q，质量为m，不计粒子重力。(1)若粒子能够射出电场，已知金属板长度为L，求粒子在电场中的运动时间t；

(2)若粒子在t=0时刻射入电场，经过一段时间后从B板右侧边缘水平射出。①定性画出垂直板方向的速度vy(规定竖直向下为正方向)随时间变化的图像。答案

见解析图②求出板长L和两板间距d分别满足的条件。答案

见解析

返回课时精练精练高频考点提升关键能力对一对答案12345678题号12345答案BDDADD(1)5×10-3m

(2)0.11m题号6789答案CACBD91.(多选)如图所示，光滑绝缘固定的四分之一圆弧槽B处切线水平，一可视为质点的带正电小球从圆弧槽A处由静止释放，滑到B处离开圆弧槽做平抛运动，到达水平地面的D处，若在装置所在平面内加上竖直向下的匀强电场，重复上述实验，下列说法正确的是A.小球落地点在D的右侧B.小球落地点仍在D点C.小球落地点在D的左侧D.小球离开B到达地面的运动时间减小√12345678答案基础落实练9√12345678答案

9

12345678答案9√12345678答案

93.(多选)(2026·安徽省江淮十校第一次联考)如图所示为示波器的核心部件——示波管。电子束经加速电场加速后，在偏转电极XX'、YY'(长度一样)中受到静电力的作用而发生偏转，打到荧光屏上形成亮斑。不计电子所受的重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是A.经过偏转电场时，电子会向带正电的电极方

向偏转B.偏转电压越小，电子在偏转电场中的运动时

间越长C.YY'方向偏移量与电子枪的加速电压成正比D.若增加YY'方向电压，可以观察到波形图纵向拉长12345678√答案9√12345678答案

912345678答案

94.(2025·重庆卷·5)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场，N为QP的中点。模拟动画显示，带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N点，K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用，则可推断a、bA.具有不同比荷B.电势能均随时间逐渐增大C.到达M、N的速度大小相等D.到达K所用时间之比为1∶2√12345678答案912345678答案

912345678答案

带电粒子运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B错误；沿电场方向，由公式vy=at可知，到达M、N的竖直分速度大小相等，由于初速度之比为2∶1，则到达M、N的速度大小不相等，故C错误。95.(2025·河南卷·13)流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞)，液滴质量均为m=2.0×10-10kg。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量12345678答案均为q=1.0×10-13C。随后，液滴以v=2.0m/s的速度竖直进入长度为l=2.0×10-2m的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为E=2.0×105N/C。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方h=0.1m处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求：9(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离；12345678答案答案

5×10-3m912345678答案

9(2)A、B细胞收集管的间距。12345678答案答案

0.11m912345678答案

含A细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动，则h=vt2，x2=v1t2=at1t2联立解得x2=0.05

m由对称性可知A、B细胞收集管的间距Δx=2(x1+x2)=2×(0.005+0.05)m=0.11

m。9

√12345678答案能力综合练912345678答案

97.(多选)(2025·陕西渭南市三模)如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电电极板间为除尘空间，两极板间电压为U0。当进入除尘空间的带电尘埃碰到极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。若质量为m、电荷量为-q的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间时，该除尘装置的除尘率η(相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量的百分比)恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是12345678答案9

12345678答案9√√

12345678答案98.(2025·甘肃卷·7)离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备，其工作原理如图甲所示。从离子源S释放的正离子(初速度视为零)经电压为U1的电场加速后，沿OO'方向射入电压为U2的电场(OO'为平行于两极板的中12345678答案9轴线)。极板长度为l、间距为d，U2-t关系如图乙所示。长度为a的样品垂直放置在距U2极板L处，样品中心位于O'点。假设单个离子在通过U2区域的极短时间内，电压U2可视为不变，当U2=±Um时，离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是

√12345678答案