重点专题四带电粒子在电场中的运动讲解

1、重点专题四：带电粒子在电场中的运动广西北海中学唐海波.选择题（至少有一个正确答案）1 .宇航员在探测某星球时发现：该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球（其带电量远远小于星球电量 ）置于离星球表面 某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（）A.小球一定带正电B.小球的电势能一定小于零C.只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态D.只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态2.水平放置的平行板电容器与一电池相连, 止状态，现将电容器两板间的距离增大，则（在电

2、容器的两板间有一带正电的质点处于静 ）A.电容变大，质点向上运动8 .电容变大，质点向下运动C.电容变小，质点保持静止金属芯线D.电容变小，质点向下运动9 .传感器是能将感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换 成便于测量量（一般是电学量）的一种元件，在自动控制中有相当 广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器, 金属芯线与导电液体构成一个电容器， 从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则二者的关系是（）A. C增大表示h增大B. C增大表示h减小C. C减小表示h减小 D. C减小表示h增大4 .示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、荧光屏上P点出现亮斑，那

3、么示波管中的 （）A.极板X应带正电B.极板X '应带正电C.极板Y应带负电D.极板Y '应带正电5 .如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场， 只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为6a , b点电势为则（）A.场强方向一定向左，且电势6 a >6 b，-B.场强方向一定向左，且电势 6 a <6b0C.场强方向一定向右，且电势 6 a >6b:D.场强方向一定向右，且电势6 a <6 b'6 .如图所示，A、B两点分别固定着电量为 +Q和+2Q的点电荷，A、B、C

4、、D四点在同 一直线上，且AC=CD=DB。现将一带正电的试探电荷从 C点沿直线移到 D点，则电场力对试探电荷（）A. 一直做正功B. 一直做负功+Q+ 2Q*C.先做正功再做负功D.先做负功再做7 .如图所示的电路中 A、B是两块平行金属板，P是金属板间的一个点.先将开关S闭 合给两金属板充电，然后再将开关断开.保持开关断开，B板不动，将A板移动到图中虚线所示的位置.用Ui表示两金属板间的电势差，用U2表示P点与B板间的电势差.则（）A. U i减小，U 2减小aB. Ui减小，U2不变匚二二二二：二二-LC. Ui减小，U2增大I :P ID.Ui不变，U2不变BSz8 .如图所示，圆 O

5、在匀强电场中，场强方向与圆。所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从 C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中。是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成口角的弦，则匀强电场的方向为（）/、A.沿AB方向（ O9 .沿 AC 方向C.沿OC方向於D.沿BC方向10 一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度vo进入某电场中.由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离h后，速度为零.下列判断正确的是（）1 2A.电场力对披滴做的功为 一 mV。B.液滴克服电场力做的功为 一mv。+mgh2C.液滴的机械能

6、减少mghD.电场力对液滴的冲量大小为mvo10.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点， 一电子以速度Va经过A点向B点运动，经过一段时间后，电子以速度 Vb经过B点，且Vb与Va的 方向相反，则（）A.A点的场强一定大于 B点的场强工一B. A点的电势一定低于 B点的电势AB-C.电子在A点的速度一定小于在 B点的速度D.电子在A点的电势能一定小于在B点的电势能专题1.带电粒子在电场中的直线运动11 . 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 9=30°,已知带电微粒的质量 m=1.0 10 7k

7、g,电量q=1.0 10 10C, 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？-带电粒子在电场中的曲线运动(圆周及类平抛运动)及临界问题12 .(圆周运动)4.如图，一绝缘细圆环半径为 r,环面处于水平面内，场强为 E的匀强电场与圆环平面平行。环上穿有一电量为+q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动。若小球经 A点时速度的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用(设地球表面重力加速度为g)。则:(1

8、)小球经过A点时的速度大小VA是多大?(2)当小球运动到与 大小是多少？A点对称的B点时，小球的速度是多大?圆环对小球的作用力13 .(类平抛)6.如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长Li = 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=1.6M07m/s,电子电量e=1.6 10-19C ,质量-30 m=0.91 10 kg。(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=27.3sin100兀(V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标

9、轴上能观察到多长 的线段？14.(类平抛)13.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 = 2X10-6kg,电量q = 1X10-8 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)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上?AB3.做功及能量问题：15. 5 .如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距

10、d,两板间电压为 U, 一质量为m的带电小球从两板间的 M点开始以竖直向上的初速度 Vo运动，当它到达电场中的 N 点时速度变为水平方向，大小变为2v°,求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g)A n +2v0 oNvoIM1.10. .长木板AB放在水平面上如图所示， 它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速度起动向右滑动.当存在向下的匀强电场时，C恰能滑到B端，当此电场方向改为向上时，C只能滑到AB的中点，求此电场的场强.重点专题：带电粒子在电场中的运动参考答案题号12345

11、678910答案D:DACACCBCBD11 . （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 9 mgcos90所以电场强度 E=1.7 M04N/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卅qELcos9=mvA2/2代入数据，解得VA=2.8m/s （2212 .小球在水平面内沿圆环作圆周运动，由题意，在A点电场力提供向心

12、力：qE = m r所以：球从A到B点的过程中，由动能定理：l c 1212 GqE 父2r = - mvB - mvA ®F的水平分力为 Fx,则:所以：VB=j5q" 球在B点受到圆环作用力 m2_ VBFx -qE =m-B r即Fx =6qE又圆环对球作用力F的竖直分力大小等于小球的重力，所以:F =另 十(mg)2 =%36(qE)2 十(mg)2 a=Uetl13.解：22dm v md2v2由以上二式，解得：U =二代入数据，得 U=91VeL2（2）偏转电压的最大值：Ui=27.3V1 o Ue L-通过偏转极板后，在垂直极板方向上的最大偏转距离：y = 1

13、a1t2 =以上（）2里2 2dm v设打在荧光屏上时，亮点距 。'的距离为y',则：1 = yl"2荧光屏上亮线的长度为：l=2y'代入数据，解得l= 3cm Ld 12 八14. (1)若第1个粒子落到。点，由万=voiti, - = - gti得Voi = 2.5 m/s.右洛到B点，由.,dL=V02t1,一21 gt22 得 v02= 5 m/s.故 2.5 m/sw v产 5 m/s. (2)由 L = v01t,得 t = 4X 10-2 s.21 2. 2Q6Q=- at 得 a= 2.5 m/s ,有 mgqE=ma , E= 得 Q= 6X 10 c.所以 n = 600 个.2 dcq15.解：带电小球从 M运动到N的过程中，在竖直方向上小球仅受重力作用,从初速度V02vo。匀减速到零。水平方向上小球仅受电场力作用，速度从零匀加速到2竖直位移：h=H(12g水平位移:x二也v0t 又 h= t 2所以:2v0x =2h =g所以M、N两点间的电势差2. UUv°U MNx -；-d dg从M运动到N的过程，由动能定理得:W电-4WG = mvN - mv2 又 W22G= 5gh = -1mv所以W电