2023版新教材高考物理微专题带电粒子在交变电场中的运动.docx

专题52带电粒子在交变电场中的运动12022·河北省模拟(多选)带电粒子在电场中会受到电场力的作用而进行加速或偏转，从而可以检验带电粒子的性质，某平行板两极间存在一匀强电场，其电压与时间关系如图所示，当t0时，在平行板中间由静止释放一个带负电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，粒子在运动过程不会碰撞极板，则下列说法中正确的是()A带电粒子做单向的匀变速直线运动B4 s末带电粒子回到原出发点C03 s内，电场力的冲量为零D03 s内，电场力做的总功为零22022·江苏南通期末如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上如图乙所示的电压现有两个质子以相同的初速度分别从t0和t 时刻水平射入电场，已知两质子在电场中的运动时间均为T，并从右端离开电场，则两质子在电场中的偏转位移大小之比是()A11 B21C31 D4132022·四川成都七中期中(多选)如图甲所示，两平行极板P、Q的极板长度和板间距离均为l，位于极板左侧的粒子源沿两板的中轴线向右连续发射质量为m、电荷量为q、速度相同、重力不计的带电粒子在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响).已知t0时刻进入两板间的带电粒子恰好在2t0时刻经极板边缘射出上述m、q、l、t0为已知量(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况)则()A该粒子在平行板间一直做曲线运动B该粒子进入平行板间的初速度v0C该粒子在平行板间偏转时的加速度aD两平行板间所加电压大小U042022·云南景东彝族自治县练习如图甲所示，A、B是真空中平行放置的两个等大金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场A、B两极板间距离d20 cm.今在A、B两极板上加如图乙所示的交变电压，交变电压的周期T1.0×106s；t0时，A板电势比B板电势高，电势差U01 080 V一个荷质比1.0×108C/kg的带负电的粒子在t0时从B板附近由静止开始运动，不计重力求：(1)当粒子的位移为多大时，粒子速度第一次达到最大值及该最大值；(2)粒子运动过程中将与某一极板相碰撞，粒子撞击极板时的速度大小专题52带电粒子在交变电场中的运动1CD作出带电粒子在交变电场中的v­t图像如图所示，不难发现，3 s末粒子回到了出发点，3 s后重复这样运动，一直做往复运动，并非单向的匀变速直线运动，A、B错误；03 s内，对粒子由动量定理得I电场力00，故03 s内电场力的冲量为零，C正确；03 s内，对粒子由动能定理得W电场力00，故03 s内电场力做的总功为零，D正确2C粒子在两板之间的运动时间均为T，在t0时刻进入的粒子在前半个周期竖直方向是加速，后半个周期竖直方向是匀速，设加速度为a，则位移为y1×a×()2a××aT2，在tT进入的粒子，竖直方向上在前半个周期是静止，后半个周期是匀加速，则位移为y2a()2aT2，故y1y231，C正确3BC由题图乙可知，t02t0时间内场强为零，则该粒子在t02t0时间内做直线运动，A错误；该粒子进入平行板间水平方向一直做匀速直线运动，则粒子水平方向的初速度v0，B正确；设该粒子在平行板间偏转时的加速度为a，竖直方向，先做匀加速直线运动，在速度达到at0之后做匀速直线运动，有latat；可求得a，C正确；两平行板上所加电压大小U0El，又Eqma，解得U0，D错误4(1)3 cm1.8×105 m/s(2)6×104 m/s解析：(1)粒子经过时第一次达到最大速度，根据a解得a5.4×1011 m/s2此过程粒子的位移为x1a()23 cm粒子速度的最大值为va·1.8×105 m/s(2)0至时间内，粒子向右做匀加速直线运动，向A板运动了x13 cm，根据对称性可知，至时间内，粒子向右做匀减速运动减到速度为零，粒子又向A板运动的位移大小为x2x13 cm至时间内，粒子反向向左做匀加速直线运动，粒子向B板运动的位移大小为x3a()20.75 cm根据对称性可知，至T时间内，粒子向左做匀减速运动减到速度为零，粒子又向B板运动的位移大小为x4x30.75 cm粒子在一个周期内向右运动的位移为xx1x2x3x44.5 cm可知经过4个完整的周期后粒子向右前进的位移大小为18 cm，与A板的距离为sd4x2 cm，因此粒子撞击A板时的速度即为由初速为0，经过s2 cm加速后获得的速度，则有2asv2解得v6×104 m/s.