带电粒子在电场中的运动练习题带解答(DOC 7页).docx

1、带电粒子在电场中的运动专题练习知识点：1带电粒子经电场加速：处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。qU=mvt2/2-mv02/2 vt= ，若初速v0=0，则v= 。2带电粒子经电场偏转： 处理方法：灵活应用运动的合成和分解。带电粒子在匀强电场中作类平抛运动， U、 d、 l、 m、 q、 v0已知。(1)穿越时间:(2)末速度:(3)侧向位移:（4）偏角： 1、如图所示，长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则 （ ）AA、B两点间的电压一定等于mgLsin/qB

2、小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能C若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/qD如果该电场由斜面中点正止方某处的点电荷产生，则该点电荷必为负电荷2、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中0点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于（ ）A1：2B2：1C1：D：13如图所示，两块长均为L的平行金属板M、N与水平面成角放置在同一竖直平面，充电后板间有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向射人电场，并沿虚线通过电场。下列判断中正确的是( )。A、电场强度的大小Emgcos/q B、电场强度的大小E

3、mgtg/qC、液滴离开电场时的动能增量为-mgLtg D、液滴离开电场时的动能增量为-mgLsin4如图所示，质量为m、电量为q的带电微粒，以初速度v0从A点竖直向上射入水平方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为VB2V0，而方向与E同向。下列判断中正确的是( )。A、A、B两点间电势差为2mV02/q B、A、B两点间的高度差为V02/2gC、微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D、从A到B微粒作匀变速运动1一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角=30，已知带电微粒的质量m=1.0107kg，电量q=1.01010C，

4、A、B相距L=20cm（取g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（2）电场强度的大小和方向？（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？OvE图3-1-62一个带电荷量为q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成角，已知油滴的质量为m，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求：(1) 最高点的位置可能在O点的哪一方？(2) 电场强度 E为多少？(3) 最高点处(设为N)与O点的电势差UNO为多少？3. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，

5、两板间距离 d = 0.4 cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m = 210-6kg，电量q = 110-8 C，电容器电容为C =10-6 F求(1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？LBm,qdv0A(2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ x/m01.6V0Q3.24.86.41.63.2y/m4.如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5104C的

6、小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg.m/s的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s2. （1）指出小球带何种电荷； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.5、如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C。电容器的A板接地，且中间有一个小孔S，一个被加热的灯丝K与S位于同一水平线，从丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压U0加速后通过小孔S沿水平方向射入A、B两极板间。设电子的质量为m，电荷量为e，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B板的电子都被B板吸收，且单位时间内射入电容器

7、的电子数为n个，随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B板，求：（1）当B板吸收了N个电子时，AB两板间的电势差（2）A、B两板间可以达到的最大电势差(UO)（3）从电子射入小孔S开始到A、B两板间的电势差达到最大值所经历的时间。6如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1=4cm，板间距离d=1cm。板右端距离荧光屏L2=18cm，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v=1.6107m/s，电子电量e=1.610-19C，质量m=0.9110-30kg。(1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超

8、过多大？(2)若在偏转电极上加u=27.3sin100t (V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？L1L2OOOd7两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。问： 这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？4t0t03t02t0t0U0UU0侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能

9、之比为多少？图8、如图所示，在匀强电场中一带正电的小球以某一初速度从绝缘斜面上滑下，并沿与斜面相切的绝缘圆轨道通过最高点已知斜面倾角为300, 圆轨道半径为，匀强电场水平向右，场强为，小球质量为m，带电量为，不计运动中的摩擦阻力，则小球至少应以多大的初速度滑下？在此情况下，小球通过轨道最高点的压力多大？9（2001年全国）如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，UaUbUc一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知粒子从到的过程中，电场力做负功粒子从到的过程中，电场力做负功粒子从到的过程中，电势能增加粒子从到的过程中，动能减少1

10、0（94年全国）图中A、B是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T的交变电压u。A板的电势UA0，B板的电势UB随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,UBU0(正的常数)；在T/2到T的时间内，UB-U0；在T到3T/2的时间内,UBU0；在3T/2到2T的时间内。UB-U0，现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则若电子是在t0时刻进入的,它将一直向B板运动；若电子是在tT/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上；若电子是在t3T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上；若电子是在tT/

11、2时刻进入的,它可能时而向B板、时而向A板运动。答案1、A D 2、B 3 AD 4 ABD 1（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动（2）在垂直于AB方向上，有qEsinmgcos=0所以电场强度E=1.7104N/C 电场强度的方向水平向左（3）微粒由A运动到B时的速度vB=0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得， mgLsin+qELcos=mvA2/2 代入数据，解得vA=2.8m/s（2分）2(1) 在O点的左方(2) U

12、NO =(1)由动能定理可得在O点的左方(2)在竖直方向 mgt = mv sin，水平方向 qEt = mv + mv cos(3) 油滴由O点N点，由qUmgh = 0，在竖直方向上，(v0 sin)2 = 2ghUNO =3(1)若第1个粒子落到O点，由v01t1，gt12得v012.5 m/s若落到B点，由Lv02t1，gt22得v025 m/s故2.5 m/sv05 m/s(2)由Lv01t，得t410-2 sat2得a2.5 m/s2，有mgqE=ma，E=得Q610-6C所以600个4：（1）小球带负电（2）小球在y方向上做竖直上抛运动，在x方向做初速度为零的匀加速运动，最高点Q

13、的坐标为（1.6m, 3.2m） 由 代入数据得 （1分） 由初动量p=mv0 解得 m=0.05kg 又 由代入数据得E=1103N/C （3）由式可解得上升段时间为t=0.8s 所以全过程时间为 代入式可解得x方向发生的位移为x=6.4m 由于电场力做正功，所以电势能减少，设减少量为E，代入数据得E=qEx=1.6J5（1）（2）U0（3）t=6解：(1) 由以上三式，解得： 代入数据，得 U=91V (2)偏转电压的最大值：U1=27.3V 通过偏转极板后，在垂直极板方向上的最大偏转距离： 设打在荧光屏上时，亮点距O的距离为y，则： 荧光屏上亮线的长度为：l=2y 代入数据，解得l=3c

14、m t0t02t03t0v1v2vy7 (画出电子在t=0时和t=t0时进入电场的v-t图象进行分析v10tt02t03t04t0vy（1）， 解得 ， （2）由此得， (2分)而 8、解析：小球的受力如图所示，从图中可知：，所以带电小球所受重力和电场力的合力始终垂直于斜面，小球在斜面上做匀速直线运动，其中把小球看作处于垂直斜面向下的等效力场F中，等效力加速度，小球在点的速度最小，为，由功能关系可得：此即为小球沿斜面下滑的最小速度设点的速度为vc，则小于球通过最高点时，向心力由重力和轨道压力提供，因而有：9、答案：、说明：该题要求理解等势面的概念；掌握电场力做功与电势能、动能变化间的关系10、答案：、说明：解答此题要求运用形象思维想象电子在交变电场中的运动（往复运动）得出答案