高考题汇编:带电粒子在电场中的运动课件.ppt
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- 考题 汇编 带电 粒子 电场 中的 运动 课件
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1、1.2006年上海卷年上海卷1A2.2005年广东综合能力测试年广东综合能力测试303.2009年理综全国卷年理综全国卷184.2001年春季卷年春季卷12 5.2001年上海卷年上海卷116.2007年海南卷年海南卷6 7.2008年海南卷年海南卷 48.2007年广东卷年广东卷69.2004年海南理综卷年海南理综卷3510.2008年理综天津卷年理综天津卷 1811.2007理综北京卷理综北京卷2212.2009年理综全国卷年理综全国卷1913.2006年北京卷年北京卷23 14.2007年上海卷年上海卷2215.2009年理综安徽卷年理综安徽卷23 16.2007年重庆卷年重庆卷24 1
2、7.2008年上海卷年上海卷23 18.2002年广东卷年广东卷201.2006年上海卷年上海卷1A 1A 如图所示,一束如图所示,一束粒子自下而上进入粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转,则电场一水平方向的匀强电场后发生偏转,则电场方向向方向向 ,进入电场后,进入电场后,粒子的动能粒子的动能 (填(填“增加增加”、“减少减少”或或“不变不变”).左左增加增加静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电除尘、静电复印等,所依据的基本原理如静电除尘、静电复印等,所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向几乎都是让带电的物质微粒在
3、电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子并吸附到电极上。现有三个粒子a、b、c 从从P点向下射入由正、点向下射入由正、负电极产生的电场中,它们的负电极产生的电场中,它们的运动轨迹如图运动轨迹如图1所示,则所示,则()A.带负电荷,带负电荷,b带正电荷,带正电荷,c不带电荷不带电荷B.带正电荷,带正电荷,b不带电荷,不带电荷,c带负电荷带负电荷C.带负电荷,带负电荷,b不带电荷,不带电荷,c带正电荷带正电荷D.带正电荷,带正电荷,b带负电荷,带负电荷,c不带电荷不带电荷2.2005年广东综合能力测试年广东综合能力测试30、BbacP3.2009年理综全国卷年理综全国卷1818、如图所示,一电场
4、的电场线分布关于、如图所示,一电场的电场线分布关于y轴轴(沿竖直方向)对称,(沿竖直方向)对称,O、M、N是是y轴上的三轴上的三个点个点,且且OMMN。P点在点在y轴右侧轴右侧,MPON。则则 ()AM点的电势比点的电势比P点的电势高点的电势高B将负电荷由将负电荷由O点移动到点移动到P点,电场力做正功点,电场力做正功CM、N两点间的电势差大于两点间的电势差大于O、M两点间的两点间的电势差电势差D在在O点静止释放一带正电粒子,点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿该粒子将沿y轴做直线运动轴做直线运动AD Mx N P Oy解见下页解见下页 本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒本题考查电场、电势、等
5、势线、以及带电粒子在电场中的运动。子在电场中的运动。将负电荷由将负电荷由O点移到点移到P要克服电场力做功,即电要克服电场力做功,即电场力做负功,场力做负功,B错。错。从从O点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将沿沿y轴做加速直线运动,轴做加速直线运动,D对。对。解:解:PM A对。对。由等势面与电场线垂直和几何关系可知由等势面与电场线垂直和几何关系可知M和和P两两点不处在同一等势线上,而且有点不处在同一等势线上,而且有MNOMUU 根据根据U=Ed,O到到M的平均电场强度大于的平均电场强度大于M到到N的的平均电场强度,所以有平均电场强度,所以有 C错。错。
6、一质量为一质量为4.010-15kg、电、电量为量为2.010-9C带正电质点,以带正电质点,以v=4.0104m/s的速度垂直于电场方向从的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域,点进入匀强电场区域,并从并从b点离开电场区域离开电场时的速度为点离开电场区域离开电场时的速度为5.0104m/s 由此可知,电场中由此可知,电场中a、b两点间的两点间的电势差电势差Ua-Ub=_ V;带电质点离开电场;带电质点离开电场时,速度在电场方向的分量为时,速度在电场方向的分量为 _ m/s.不考虑重力作用不考虑重力作用由动能定理由动能定理qUab=1/2 m(vb2-va2)Uab=1/2 m(vb2-v
7、a2)/q=9102 V由运动的合成由运动的合成 vy2=(vb2-va2)vy=3104 m/s910231044.2001年春季卷年春季卷12.解:解:5.2001年上海卷年上海卷11.一束质量为一束质量为m、电量为、电量为q的带电粒子以平行于两极板的带电粒子以平行于两极板的速度的速度v0进入匀强电场,如图所示进入匀强电场,如图所示.如果两极板间电如果两极板间电压为压为U,两极板间的距离为,两极板间的距离为d、板长为、板长为L.设粒子束不设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为能的变化量为 .(粒子的重(粒子的重力忽略不
8、计)力忽略不计)v0dL侧位移侧位移 2022221mdvqULtmdqUy 电场力做功电场力做功2022222vmdLUqydUqFyW 电势能的变化量等于电场力做的功电势能的变化量等于电场力做的功.2022222vmdLUq解解:6.2007年海南卷年海南卷66.一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子量之比)不同的带正电的粒子a和和b,从电容,从电容器的器的P点(如图)以相同的水平速度射入两点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间。测得平行板之间。测得a
9、和和b与电容器极板的撞击与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为点到入射点之间的水平距离之比为1:2。若不。若不计重力,则计重力,则a和和b的比荷之比是的比荷之比是 ()A.1:2 B.1:8 C.2:1 D.4:1 解解:mqEa vtx 221aty 2211xtamq 4:2 )xx(mqmqabbbaaDP7.2008年海南卷年海南卷 44、静电场中,带电粒子在电场力作用下从电、静电场中,带电粒子在电场力作用下从电势为势为a的的a点运动至电势为点运动至电势为b的的b点若带电粒点若带电粒子在子在a、b两点的速率分别为两点的速率分别为va、vb,不计重力,不计重力,则带电粒子的比荷
10、则带电粒子的比荷q/m,为,为 ()abbavv 22ababvv 22)(vvabba 222)(vvabab 222ABCD解:解:由电势差公式以及动能定理:由电势差公式以及动能定理:222121abbaabmvmv)(qqUW )(vvmqabba 222C可得比荷为可得比荷为 8.2007年广东卷年广东卷66平行板间加如图平行板间加如图4(a)所示周期变化的电)所示周期变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。图况。图4(b)中,能定性)中,能定性描述粒子运动
11、的速度图象描述粒子运动的速度图象正确的是正确的是 ()T/23T/2UU0-U0图图4(a)T2Tt0图图4(b)vt0vt0vt0vt0ABCDA解见下页解见下页mdqUa 42212211TmdqUats 211TmdqUatv mdqUa 0212 atvv12122savs 在在0T/2时间内,电压大小不变,带电粒时间内,电压大小不变,带电粒子在电场力作用下做匀加速运动,子在电场力作用下做匀加速运动,带电粒子向一板运动的位移为带电粒子向一板运动的位移为末速度为末速度为在在T/2T时间内,带电粒子在电场力作用下仍时间内,带电粒子在电场力作用下仍向该板做匀减速运动,向该板做匀减速运动,T时
12、刻末速度为时刻末速度为带电粒子向该板运动的位移为带电粒子向该板运动的位移为位移位移s1和和s2均为正值,在一个周期内的速度也均为正值,在一个周期内的速度也均为正值,故选项均为正值,故选项A正确。正确。解:解:9.2004年海南理综卷年海南理综卷35图为示波管中偏转电极的示意图图为示波管中偏转电极的示意图,相距为相距为d长度长度为为l 的平行板的平行板A、B加上电压后,可在加上电压后,可在A、B之间之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场)。在场)。在AB左端距左端距A、B等距离处的等距离处的O点点,有一电有一电量为量为+q、质量为、质量为m的粒子以
13、初速沿水平方向的粒子以初速沿水平方向(与与A、B板平行)射入板平行)射入(如图如图)。不计重力。不计重力,要使此粒要使此粒子能从子能从C处射出处射出,则则A、B间的电压应为(间的电压应为()2202qlmvd2202qdmvlqdlmv0mdlvq0C.A.B.D.+-dv0AOBC解见下页解见下页+-dv0AOBC2202qlmvd2202qdmvlqdlmv0mdlvq0C.A.B.D.tvl0 2221212tmdqUtad 220222qlmvdqtmdU 解:解:则则A、B间的电压应为间的电压应为 ()A10.2008年理综天津卷年理综天津卷 1818带负电的粒子在某电场中仅受电场力
14、作带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:用,能分别完成以下两种运动:在电场线上运动,在电场线上运动,在等势面上做匀速圆周运动。在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由该电场可能由 ()A一个带正电的点电荷形成一个带正电的点电荷形成B一个带负电的点电荷形成一个带负电的点电荷形成C两个分立的带等量负电的点电荷形成两个分立的带等量负电的点电荷形成D一带负电的点电荷与带正电的无限大平一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成板形成A解见下页解见下页根据题目中给出的根据题目中给出的4个电场,同时符合两个条个电场,同时符合两个条件的是件的是A答案答案解:解:在仅受电场力的作用在电场线上
15、运动,只要在仅受电场力的作用在电场线上运动,只要电场线是直线的就可能实现,电场线是直线的就可能实现,但是在等势面上做匀速圆周运动,就需要带负但是在等势面上做匀速圆周运动,就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力,电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力,11.2007理综北京卷理综北京卷2222(16分)两个半径均为分)两个半径均为R的圆形平板电的圆形平板电极,平行正对放置,相距为极,平行正对放置,相距为d,极板间电压为,极板间电压为U,板间电场可以认为是均匀的。一个,板间电场可以认为是均匀的。一个粒粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极
16、板之间,到达负极板时恰好落在向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为极板中心。已知质子电荷为e,质子和中子的,质子和中子的质量均视为质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,忽略重力和空气阻力的影响.求:求:极板间的电场强度极板间的电场强度E;粒子在极板间运动的加速度粒子在极板间运动的加速度a;粒子的初速度粒子的初速度v0 解:解:按题意画出示意图如图示:按题意画出示意图如图示:dRv0(1)极间场)极间场强强dUE (2)粒子在极板间运动的加速度粒子在极板间运动的加速度mdeUmdeUMqEa242 (3)由)由mdeUa2 221atd 得:得:eUmdadt22 me
17、UdRtRv20 12.2009年理综全国卷年理综全国卷1919.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子间距平行直线。两粒子M、N质量相等,所带电质量相等,所带电荷的绝对值也相等。现将荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的从虚线上的O点点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点为实线与虚线的交点,已已知知O点电势高于点电势高于c 点。若不计点。若不计重力,则重力,则 ()A.M带负电荷,带负电荷,N带正电荷带正电荷B.
18、N在在a点的速度与点的速度与M在在c点的速度大小相同点的速度大小相同C.N在从在从O点运动至点运动至a点的过程中克服电场力做功点的过程中克服电场力做功D.M在从在从O点运动至点运动至b点的过程中,电场力对它点的过程中,电场力对它做的功等于零做的功等于零ON 粒子粒子M 粒子粒子abcBD解见下页解见下页O到到a的电势差大小等于的电势差大小等于O到到c的两点的电势差,的两点的电势差,两者的电荷量和质量大小相等,而且电场力都两者的电荷量和质量大小相等,而且电场力都做的是正功,根据动能定理得,做的是正功,根据动能定理得,a与与c两点的速两点的速度大小相同(方向不同),选项度大小相同(方向不同),选项
19、B对。对。解:解:本题考查带电粒子在电场中的运动。本题考查带电粒子在电场中的运动。图中的虚线为等势线,所以图中的虚线为等势线,所以M粒子从粒子从O点到点到b点点的过程中电场力对粒子做功等于零的过程中电场力对粒子做功等于零,选项选项D正确正确;根据根据MN粒子的运动轨迹可知:粒子的运动轨迹可知:N粒子受到的电粒子受到的电场力向上,场力向上,M粒子受到的电场力向下,两电荷一粒子受到的电场力向下,两电荷一定是异种电荷,但电场强度的方向不清楚,不能定是异种电荷,但电场强度的方向不清楚,不能判断判断M带正电荷还是负电荷,带正电荷还是负电荷,A错;错;13.2006年北京卷年北京卷23 23.(18分分)
20、如图如图1所示,真空中相距所示,真空中相距d=5cm的两块平行金的两块平行金属板属板A、B与电源连接与电源连接(图中未画出图中未画出),其中,其中B板接地(电板接地(电势为零),势为零),A板电势变化的规律如图板电势变化的规律如图2所示。将一个质量所示。将一个质量m=2.010-27 kg,电量,电量q=+1.610-19 C的带电粒子从紧的带电粒子从紧临临B板处释放,不计重力。求:板处释放,不计重力。求:(1)在在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小大小;(2)若若A板电势变化周期板电势变化周期T=1.010-5 s,在,在t=0时将带电
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