高考物理一轮复习第七章微专题49带电粒子在电场中的加速和偏转531.pdf

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1、第 1 页 带电粒子在电场中加速与偏转 1考点及要求：(1)示波管()；(2)带电粒子在匀强电场中运动().2.方法与技巧：(1)动力学方法：假设v0与电场线共线，粒子做匀变速直线运动；假设v0与电场线垂直，那么粒子做类平抛运动，用“分解思想来解决问题；(2)功能观点：主要是注意重力与电场力做功特点 1为模拟空气净化过程，有人设计了如图 1 所示含电灰尘空气密闭玻璃圆桶，圆桶高与直径相等第一种除尘方式是：在圆桶顶面与底面间加上电压U，沿圆桶轴线方向形成一个匀强电场，尘粒运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上电压也等于U，形成沿半径方向辐向电场，尘粒运动

2、方向如图乙所示空气阻力与尘粒运动速度成正比，即fkv(k为一定值)，假设每个尘粒质量与带电荷量均一样，重力可忽略不计，那么在这两种方式中()图 1 A尘粒最终一定都做匀速运动 B尘粒受到电场力大小相等 C电场对单个尘粒做功最大值相等 D在乙容器中，尘粒会做类平抛运动 2如图 2 所示，一带电小球以水平速度射入接入电路中平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，假设仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其它条件不变，两次相比拟，那么再次射入带电小球()第 2 页 图 2 A将打在O点下方 B将打在O点上方 C穿过平行板电容器时间将增加 D到达屏上动能将减少

3、 3如图 3 所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B中线射入A、B板长为L，相距为d，电压为U2.那么带电粒子能从A、B板间飞出应该满足条件是()图 3 A.U2U12dL B.U2U1dL C.U2U12d2L2 D.U2U1vB，EpAEpB B粒子带负电，vAvB，EpAEpB C粒子带正电，vAvB，EpAEpB D粒子带负电，vAEpB 第 3 页 5相距很近一对带等量异号电荷平行金属板，它们之间电场除边缘外，可看作匀强电场，其电场线分布如图 5 所示一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场，那么从a运动到d过程中()图

4、 5 A粒子速度一直在增大 B粒子电势能一直在减小 C粒子在a点电势能比在d点低 D粒子加速度先变大再不变后变小 6(多项选择)两平行导体板间距为d，两导体板加电压U，不计重力电子以平行于极板速度v0射入两极板之间，沿极板方向运动距离为L时侧移为y.如果要使电子侧移yy4，仅改变一个量，以下哪些措施可行()A改变两平行导体板间距为原来一半 B改变两导体板所加电压为原来一半 C改变电子沿极板方向运动距离为原来一半 D改变电子射入两极板时速度为原来 2 倍 7(多项选择)如图 6 所示电路，在平行金属板M、N内部左侧中央P有一质量为m带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板O点改变R1

5、或R2阻值，粒子仍以v0射入电场，那么()图 6 A该粒子带正电 B减小R2，粒子还能打在O点 第 4 页 C减小R1，粒子将打在O点左侧 D增大R1，粒子在板间运动时间不变 8(多项选择)如图 7 所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克制重力做功为 2.0 J，电场力做功为 1.5 J 那么以下说法正确是()图 7 A粒子带负电 B粒子在A点电势能比在B点小 1.5 J C粒子在A点动能比在B点大 0.5 J D粒子在A点机械能比在B点小 1.5 J 9如图 8 所示，A、B是竖直放置中心带有小孔平行金属板，两板间电压为U1100 V，C、D是水平放置平行金属板，板

6、间距离为d0.2 m，板长度为L1 m，P是C板中点，A、B两板小孔连线延长线与C、D两板距离相等，将一个负离子从板小孔处由静止释放，求：图 8(1)为了使负离子能打在P点，C、D两板间电压应为多少？哪板电势高？(2)如果C、D两板间所加电压为 4 V，那么负离子还能打在板上吗？假设不能打在板上，它离开电场时发生侧移为多少？第 5 页 答案解析 1C 由于电压U、圆桶高与直径及空气阻力大小不能计算，就不能确定尘粒最终是否做匀速运动，A 项错误；在甲、乙容器中，EUd中d是不同，所以FqEqUd一定不同，B 项错误；电场力对单个尘粒做功最大值均为WqU，C 项正确；由于忽略重力，在甲、乙桶中，尘

7、粒均做直线运动，D 项错误 2A 由题意知，上极板不动时，小球受静电力与重力平衡，平行板电容器上极板平行上移后，两极板间电压不变，电场强度变小，小球再次进入电场，受静电力减小，合力方向向下，所以小球向下偏转，将打在O点下方，选项 A 正确，选项 B 错误；小球运动时间由水平方向运动决定，两次通过时水平速度不变，所以穿过平行板电容器时间不变，选项 C 错误；由于小球向下偏转，合力对小球做正功，小球动能增加，所以选项 D 错误 3C 根据qU112mv2，再根据tLv与y12at212qU2md(Lv)2，由题意，y12d，解得U2U1vB，EpAEpB，故 B 正确，A、C、D 错误 第 6 页

8、 5 D 根据带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧可知，粒子带正电 电场力先做负功，后做正功，再做负功，粒子动能先减小，后增大再减小，选项 A 错误；粒子电势能先增大，后减小再增大，选项 B 错误；顺着电场线方向电势降低，a点电势高于d点电势，正电荷在电势高处电势能大，故粒子在a点电势能比在d点大，选项 C 错误；电场线先是越来越密后不变再越来越疏，故电场力先变大再不变后变小，粒子加速度先变大再不变后变小，选项 D 正确 6CD 电子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：水平方向：Lv0t，竖直方向：y12at2，其中：aqUmd，联立解得：yqUL22mdv20.改变两平行导体板间距d为原来一半，根

9、据yqUL22mdv20，y增加为原来 2 倍，故 A 错误；改变两导体板所加电压U为原来一半，根据yqUL22mdv20，y减小为原来一半，故 B 错误；改变电子沿极板方向运动距离L为原来一半，根据yqUL22mdv20，y减小为原来14，故 C 正确；改变电子射入两极板时速度为原来 2 倍，根据yqUL22mdv20，y减小为原来14，故 D 正确 7BC 根据外电路中顺着电流方向电势逐渐降低，可知M板电势低于N板电势，板间电场方向向上，而粒子在电场中向下偏转，所受电场力方向向下，那么知该粒子带负电，故 A 错误；电路稳定时R2中没有电流，相当于导线，改变R2，不改变M、N间电压，板间电第

10、 7 页 场强度不变，粒子所受电场力不变，所以粒子运动情况不变，仍打在O点，故 B 正确；设平行金属板M、N间电压为U，粒子在电场中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零匀加速直线运动，那么竖直方向有：y12at212qUmdt2 水平方向有：xv0t 联立得：yqUx22mdv20 由题图知，y一定，q、m、d、v0不变，那么由式知：当减小R1时，M、N间电压U增大，那么x减小，所以粒子将打在O点左侧，由知，增大R1，U减小，那么t增大，故 C 正确，D 错误 8CD 从粒子运动轨迹判断粒子带正电，A 项错误；因为电场力做正功，电势能减小，所以 B 项错误；根据动能定理得WWGEk0.

11、5 J，粒子在B点动能比在A点动能小 0.5 J，C 项正确；电场力做正功，机械能增加，所以粒子在A点机械能比在B点机械能要小 1.5 J，D 项正确 9(1)32 V C板电势高(2)不能 0.05 m 解析(1)设负离子质量为m，电量为q，从B板小孔飞出速度为v0，由动能定理得：U1q12mv20 由类平抛规律有：L2v0t 第 8 页 y12at2 又aqU2md 整理可得yU2L216dU1 又yd2 联立解得U232 V，因负离子所受电场力方向向上，所以C板电势高 故为了使负离子能打在P点，C、D两板间电压应为 32 V，C板电势高(2)假设负离子从水平板边缘飞出，那么应满足：xL，yd2 由类平抛规律可得：xv0t，y12at2，qU112mv20 联立以上各式解得yU2L24dU1，将y0.1 m 代入可解得U28 V 可见，如果两板间所加电压为 4 V，那么负离子不能打在板上，而是从两板间飞出 将U24 V，代入可解得y0.05 m 故如果C、D两板间所加电压为 4 V，那么负离子不能打在板上，它离开电场时发生侧移为 0.05 m.