江苏专版2019版高考物理一轮复习第六章静电场微专题52带电粒子在交变电场中的运动备考精炼.doc

1、【 精品教育资源文库 】 52 带电粒子在交变电场中的运动 方法点拨 (1)在交变电场中做直线运动时，一般是几段变速运动组合可画出 v t 图象，分析速度、位移变化 (2)在交变电场中的偏转若是几段类平抛运动的组合，可分解后画出沿电场方向分运动的 v t 图象，分析速度变化，或是分析偏转位移与偏转电压的关系式 1 (2018 仪征中学模拟 )一匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象如图 1 所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于 t 0 时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是 ( ) 图 1 A带电粒子只向一个方向 运动 B 0 2 s 内，电场力做功等于 0

2、 C 4 s 末带电粒子回到原出发点 D 2.5 4 s 内，电场力做功等于 0 2 (多选 )如图 2 甲所示，真空中水平放置两块长度为 2d 的平行金属板 P、 Q，两板间距为 d，两板间加上如图乙所示最大值为 U0的周期性变化的电压在两板左侧紧靠 P 板处有一粒子源A，自 t 0 时刻开始连续释放初速度大小为 v0，方向平行于金属板的相同带电粒子 . t 0 时刻释放的粒子恰好从 Q 板右侧边缘离开电场已知电场变化周期 T 2dv0，粒子质量为 m，不计粒子重力及相互间的作用力则 ( ) 图 2 A在 t 0 时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为 v0 B粒子的电荷量为 mv022U0

3、C在 t 18T 时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了 18mv02 D在 t 14T 时刻进入的粒子刚好从 P 板右侧边缘离开电场 【 精品教育资源文库 】 3 (多选 )如图 3 甲所示，两平行金属板 A、 B 放在真空中，间距为 d， P 点在 A、 B 板间， A板接地， B 板的电势 随时间 t 变化情况如图乙所示 t 0 时，在 P 点由静止释放一质量为m、电荷量为 e 的电 子，当 t 2T 时，电子回到 P 点电子运动中没与极板相碰，不计重力则( ) 图 3 A 1 2 12 B 1 2 13 C在 0 2T 内，当 t T 时电子的动能最大 D在 0 2T 内，电子的电势能

4、减小了 2e2T212md2 4 (多选 )如图 4 甲所示，一平行板电容器极板长 l 10 cm，宽 a 8 cm，两极板间距为 d4 cm，距极板右端 l2处有一竖直放置的荧光屏在平行板电容器左侧有一长 b 8 cm 的 “ 狭缝 ”粒子源，可沿着两板中心平 面，均匀、连续不断地向电容器内射入比荷为 210 10 C/kg，速度为 410 6 m/s 的带电粒子现在平行板电容器的两极板间加上如图乙所示的交流电，已知粒子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期下面说法正确的是 ( ) 图 4 A粒子打到屏上时在竖直方向上偏移的最大距离为 6.25 cm B粒子打在屏上的区域面积为 64 c

5、m2 C在 0 0.02 s 内，进入电容器内的粒子有 64%能够打在屏上 D在 0 0.02 s 内，屏上出现亮线的时间为 0.012 8 s 5 (2017 东台市 5 月模拟 )如 图 5 中 a 所示的 xOy 平面处于匀强电场中，电场方向与 x 轴平行，电场强度 E 随时间 t 变化的周期为 T，变化图线如图 b 所示， E 为 E0时电场强度的方向沿 x 轴正方向有一带正电的粒子 P，在某一时刻 t0以某一速度 v 沿 y 轴正方向自坐标原点O 射入电场，粒子 P 经过时间 T 到达的点记为 A(A 点在图中未画出 )若 t0 0，则 OA 连线与【 精品教育资源文库 】 y 轴

6、正方向夹角为 45 ，不计粒子重力 图 5 (1)求粒子的比荷； (2)若 t0 T4，求 A 点的坐标； (3)若 t0 T8，求粒子到达 A 点时的速 度 【 精品教育资源文库 】 答案精析 1 D 画出带电粒子速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示， v t 图线与时间轴所围 “ 面积 ”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动， 4 s 末带电粒子不能回到原出发点， A、 C错误； 2 s 末速度不为 0，可见 0 2 s 内电场力做功不等于 0， B 错误； 2.5 s 和 4 s 末，速度的大、小方向都相同， 2.5 4 s 内电场力做功等于 0，所以 D 正确 2 AD 3

7、.BD 4 BCD 设粒子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为 U0，水平方向 l v0t，竖直方向 d2 12a0t2，又 a0 qU0md，解得 U0 md2v02ql2 128 V，即当 U128 V 时粒子打到极板上，当 U128 V时粒子打到荧光屏上，设打到荧光屏上的粒子在竖直方向上偏转的最大位移为 y，由几何关系和类平抛运动规律得l2l2l2 yy d2，解得 y d 4 cm，选项 A 错误；由对称性知，粒子打到荧光屏上的区域总长度为 2d，则粒子打到荧光屏上 的区域面积为 S 2da 64 cm2，选项 B 正确；在前 14T，粒子打到荧光屏上的时间 t0 1282000.00

8、5 s 0.003 2 s，又由对称性知，在一个周期内，粒子打在荧光屏上的总时间 t 4t0 0.012 8 s，选项 D 正确；因为这些粒子均匀、连续地进入电场，设一个周期内进入电容器内的粒子能够打在荧光屏上的比例为 ，此时电容器两端的电压 U128 V，则 128200100% 64%，选项 C 正确 5见解析 解析 (1)粒子在 t0 0 时刻射入电场，粒子沿 y 轴方向的分运动为匀速运动，位移大小为：y vT 粒子沿 x轴方向在 0 T2内做初速度为零的匀加速运动，位移为 x1，末速度为 v1，则： x1 12a(T2)2，v1 aT2 【 精品教育资源文库 】 粒子沿 x 轴方向在

9、 T2 T 内做匀减速运动，位移为 x2，由题意知两段运动的加速度大小相等，则： x2 v1(T2) 12a(T2)2 粒子沿 x 轴方向的总位移为 x，则： x x1 x2 粒子只受到电场力作用，由牛顿第二定律得： qE0 ma y x 联立各式解得： qm 4vE0T(2)粒子在 t0 T4时刻射入电场，粒子沿 y 轴方向的分运动为匀速运动，位移大小为： y vT 粒子沿 x 轴方向在 T4 T2内做初速度为零的匀加速运动，位移为 x3，末速度为 v2，则： x3 12a(T4)2 v2 aT4 粒子沿 x 轴方向在 T2 T 内做匀变速运动，位移为 x4，末速度为 v3，则： x4 v2

10、(T2) 12a(T2)2 v3 v2 aT2 粒子沿 x 轴方向在 T 5T4 内做匀变速运动，位移为 x5，则： x5 v3(T4) 12a(T4)2 粒子沿 x 轴的总位移为 x ，则： x x3 x4 x5 联立各式解得： x 0 则 A 点的坐标为 (0， vT) (3)粒子在 t0 T8时刻射入电场，粒子沿 y 轴方向的分运动为匀速运动，速度不变；沿 x 轴方【 精品教育资源文库 】 向在 T8 T2内做初速度为零的匀加速运动，末速度为 v4，则： v4 a3T8 粒子沿 x 轴方向在 T2 T 内做匀变速运动，末速度为 v5，则： v5 v4 aT2 粒子沿 x 轴方向在 T 9T8 内做匀变速运动，末速度为 v6，则： v6 v5 aT8 联立各式解得： v6 0 则：粒 子通过 A 点的速度为 v