《高考物理 试题分项解析 专题09 带电粒子在电场中的运动（第01期）-人教版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理 试题分项解析 专题09 带电粒子在电场中的运动（第01期）-人教版高三全册物理试题.doc（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题9 带电粒子在电场中的运动1（2019重庆九校联盟12月联考）在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第象限区域内有沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度大小E050 N/C；第象限区域内有一宽度d0.2 m、方向沿x轴正方向（水平向右）的匀强电场。质量m0.1 kg、带电荷量q+110-2 C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入电场，通过第象限后，从x轴上的A点进入第象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为(0，0，4)，(0，4，0)，取重力加速度g10 m/s2。求：（1）初速度v0的大小；（2）A、B两点间的电势差UAB；（3）小球经过B点时的
2、速度大小。（2）设水平电场的电场强度大小为E，因未进入电场前，带电小球做类平抛运动，所以进入电场时竖直方向的速度因为小球在该电场区域恰好做直线运动，所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，即速度方向与合外力的方向相同，有解得E50 N/C2（12分）（2019山西太原五中期末）如图所示，竖直平面xOy内有两个宽度均为首尾相接的电场区域ABED、BCFE。在ABED场区存在沿轴负y方向、大小为E的匀强电场，在BCFE场区存在大小为E、沿某一方向的匀强电场，且两个电场区域竖直方向均无限大。现有一个质量为m，电荷量为q带正电的粒子以某一初速度从坐标为(0，)的P点射入ABED场区，初速度方向水平向右
3、。粒子恰从坐标为(，/2)的Q点射入BCFE场区，且恰好做加速直线运动，带电粒子的重力忽略不计，求：（1）（6分） 粒子进入ABED区域时的初速度大小；（2）（6分）粒子从CF边界射出时的速度大小。【名师解析】（1）在ABED由匀变速曲线运动规律在水平方向有：L=v0t 在竖直方向有：由牛顿定律：Eq=ma联立方程解得：3.（2019北京东城期末）如图装置可用来研究电荷间的相互作用，带电球A静止于绝缘支架上质量为m，电荷量为q的带电小球B用长为L的绝缘轻绳悬挂，小球处于静止状态时绳与竖直方向的夹角为此时小球B受的电场力水平向右，小球体积很小，重力加速度用g表示求：小球B所受电场力的大小F；带电
4、球A在小球B处产生的电场强度的大小E：由于漏电，A的电荷量逐渐减小至零，与此同时小球B缓慢回到最低点，求此过程中电场力对B做的功不计其他能量损失【名师解析】小球B受水平向右的库仑力、重力、绳子的拉力，根据平衡条件，则有：；解得小球B所受电场力的大小为：；球在A球所在位置产生的电场强度大小为：；带电球A在小球B处产生的电场强度的大小；由于漏电，A的电荷量逐渐减小至零，与此同时小球B缓慢回到最低点，求此过程中电场力对B做的功【方法归纳】对小球B进行正确受力分析，小球受水平向右的库仑力、重力、绳子的拉力，根据平衡条件列式求解库仑力，根据求解小球B处产生的电场强度的大小；依据动能定理，即可求解电场力做
5、功本题结合物体平衡考查了库仑定律的应用，同时掌握动能定理的应用，注意小球B缓慢回到最低点过程中，动能不变是解题的关键，属于简单基础题目，是一道考查基础知识的好题4.（2019辽宁大连八中质检）如图所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为，板中央有小孔O和现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间在B板右侧，平行金属板M、N长，板间距离，在距离M、N右侧边缘处有一荧光屏P，当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过，打在荧光屏上的并发出荧光现给金属板M、N之间加一个如图所示的变化电压，在时刻，M板电势低于N板已知电子质量为，电量为C.每个电子从B板上的小孔射出时的速度多大？打在荧
6、光屏上的电子范围是多少？打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？，说明所有的电子都可以飞出M、N此时电子在竖直方向的速度大小为 电子射出极板MN后到达荧光屏P的时间为电子射出极板MN后到达荧光屏P的偏移量为电子打在荧光屏P上的总偏移量为，方向竖直向下；y的计算方法：由三角形相似，有即解得当时，电子飞出电场的动能最大，答：每个电子从B板上的小孔射出时的速度是打在荧光屏上的电子范围是；打在荧光屏上的电子的最大动能是J.【方法归纳】电场力对电子做功，电子的动能增加；打在荧光屏上的电子在y方向的位移是电场中的偏转与电场外y方向的运动两部分组成的，要分别计算出；计算电子的动能要计算电子的合速度电子先经加速电
7、场加速，后经偏转电场偏转，是常见的问题，本题的难点是加速电压是周期性变化的，推导出偏转距离与两个电压的关系是关键，同时要挖掘隐含的临界状态5. （2019河北衡水质检）有一个匀强电场，电场线和坐标平面xOy平行，以原点O为圆心，半径的圆周上任意一点P的电势，为O、P两点的连线与x轴正方向所成的角，A、B、C、D为圆周与坐标轴的四个交点如图所示求该匀强电场场强的大小和方向若在圆周上D点处有一个粒子源，能在xOy平面内发射出初动能均为200eV的粒子氦核当发射的方向不同时，粒子会经过圆周上不同的点在所有的这些点中，粒子到达哪一点的动能最大？最大动能是多少eV？所以电场方向沿y轴负向匀强电场的电场强
8、度答：该匀强电场场强的大小为，方向为沿y轴负向粒子到达c点的动能最大，最大动能是280eV 【方法归纳】根据电势的表达式确定出等势线，从而得出电场强度的方向，根据电势差与电场强度的关系求出电场强度的大小粒子带正电，由动能定理知粒子到达c点时的动能最大，由动能定理求解本题通过电势的表达式得出等势线是解决本题的关键，知道电势差与电场强度的关系，注意在中，d表示沿电场线方向上的距离 6（8分）（2019石家庄精英中学二调）如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成=30角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强大小E=2104 N/C，在细杆上套有一个带负电的小球，小球带电量q=110
9、5 C、质量m=3102 kg，现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿细杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处C点。已知AB间距离x1= 0.4 m，g=10 m/s2，求：（1） 小球通过B点时的速度大小vB；（2）小球进入电场后滑行的最大距离x2；（3）试画出小球从A点运动到C点过程中的vt图象。【名师解析】（1）对小球从A点到B点的过程，由动能定理得（1分）解得vB=2 m/s（1分）小球从A点运动到C点过程中的vt图象如图所示（2分） 7. 电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图(a)所示。大量电子由静止开
10、始，经电压为U1的加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场；当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加如图(b)所示的周期为2t0、偏转电压峰值为U0的交变电压时所有电子恰好都能从两板间通过，已知电子的电荷量为-e，质量为m，电子重力和它们之间相互作用力均忽略不计；求：（1）电子进入偏转电场的初速度v0大小；（2）偏转电场的电压U0 ；（3）哪个时刻进入偏转电场的电子，会从距离中线上方飞出偏转电场。【名师解析】（14分） （1）电子在加速电场中，由动能定理得：（2分） 解得： （1分）（2）电子在偏转电场中做分段类平抛运动 水平方向匀速运动，速度vx = v0 竖直方向做分段匀变速运动，其速度-时间图象如图所示。从图可以看出在t = nt0 （n = 0,1,2,）时刻进入偏转电场电子，出偏转电场时上、下偏移量最大，（1分）依题意得： （1分） 由牛顿第二定律： （2分）由运动学公式： （2分）解得偏转电压： （1分）所以在（n =0,1,2,）时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方飞出偏转电场 （1分）同理可得：（n =1,2,3,）时刻进入偏转电场的电子，也会从中线上方飞出偏转电场 （1分）