2022年高二物理带电粒子在电场中的运动练习题 .pdf

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1、学习必备欢迎下载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

2、压一定等于mgLsin /q B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/q D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（）A1：2 B2：1 C1：2D2：1 3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

3、的是 ( )。A、电场强度的大小Emgcos/q B、电场强度的大小Emgtg/q C、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-mgLsin 4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V02/2g C、微粒在 B 点的电势能大于在A 点的电势能D、从 A 到 B 微粒作匀变速运动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

4、结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载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=1.0 107kg，电量q=1.0 1010C， 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？2一个带电荷量为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

5、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， 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？(2) 以上述速度

6、入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？4. 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2.5 104C的小球从坐标原点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x/m 0 1.6

7、V0Q 3.2 4.8 6.4 1.6 3.2 y/m O vE L B m,q d v0 A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载个被加热的灯丝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， A

8、B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=1.6 107m/s，电子电量e=1.6 10-19C，质量 m= 0.91 10-30kg。(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

9、标轴上能观察到多长的线段？7两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？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之比为多少？1、A D 2、B 3 AD 4 ABD 4t0t03t02t0t 0 U0U U0L1L2O O O d 精选学习资料 - -

10、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载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qEsin mgcos =0所以电场强度E=1.7 104N/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=2.8

11、m/s（2 分）2(1) 在 O 点的左方 (2) UNO =qmv2sin22(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，(v0sin)2 = 2gh UNO =qmv2sin223(1)若第 1 个粒子落到O 点，由2Lv01t1，2d21gt12得 v012.5 m/s若落到B 点，由 Lv02t1，2d21gt22得 v025 m/s故 2.5 m/sv0 5 m/s(2)由 Lv01t，得 t410-2 s2d21at2得 a2.5 m/s2

12、，有 mgqE=ma ，E=dcQ得Q610-6C所以qQn 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的坐标为（1.6m, 3.2m ）由gyv220代入数据得smv/80（1 分）由初动量 p=mv0解得 m=0.05kg 又mqEtatx22122221gty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stt6. 12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=1.6J 5 （1）CNe（2） U0（3）

13、t=neCU06解： (1)22121atddmUeavLt1由以上三式，解得：2122eLvmdU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：21121)(221vLdmeUtay设打在荧光屏上时，亮点距O的距离为y，则：2/2/112LLLyy荧光屏上亮线的长度为：l=2y 代入数据，解得l= 3cm 7 (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v2vy精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载（1）001t

14、mdeUvy，0022tmdeUvymdteU002233)21(2200010101maxdmdteUtvtvtvsyyyy4235.121200010101mindmdteUtvtvtvsyyyy解得006tmeUdmeUtdsy00max622，meUtdsy00min644（2）由此得meUtmdeUvy6)(020021，20022)2(tmdeUvymeU320(2 分) 而meUv0202131612/3/21212121000021202220minmaxeUeUeUeUmmvmvmvEEyyKKv10 t t02t03t04t0vy精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页