1.9 带电粒子在电场中的运动 word版含答案

人教版物理选修3-1——12带电粒子在电场中的运动-提高

(
知识点睛
)
1．带电粒子在匀强电场中的加速
带电粒子沿平行于电场线的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加（或匀减）速直线运动。由动能定理可得，。


(
如果是非匀强电场，上面动能定理的方程还
适用
吗
？
)






2．带电粒子在匀强电场中的偏转
带电粒子以垂直于匀强电场的方向进入电场后，受到恒定的电场力作用而做类平抛运动，如图所示。
设平行板电容器电压为，板长为，两极板间距离为。
沿极板方向，
垂直于极板方向，
离开电场时的偏移量，；
离开电场时的偏转角，。


(
例题精讲
)
带电粒子在电场中的加速
质子和粒子的质量比为，带电量之比为，当它们从静止开始由同一匀强电场加速，通过相同的位移，则它们的速度之比 ______，动能比 ______，动量比______。



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下列粒子由静止经过电压为的加速电场后，哪种粒子的速度最大？
A．质子 B．氘核
C．粒子 D．钠离子
A
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如图（a）所示，两平行正对的金属板、间加有如图（b）所示的交变电压，一带正电粒子（重力不计）被固定在两板的正中间处。若在时刻释放该粒子，粒子会时而向板运动，时而向板运动，并最终打在板上。则可能属于的时间段是 A． B． C． D．

B

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如图（左）所示，真空中相距的两块平行金属板与电源连接(图中未画出)，其中板接地（电势为零）,板电势变化的规律如图（右）所示。将一个质量,电量的带电粒子从紧临板处释放，不计重力。求：








⑴ 在t=0时刻释放该带电粒子，粒子释放瞬间其加速度的大小；
⑵ 若板电势变化周期，在时将带电粒子从紧临板处，无初速释放，粒
子到达板时动量的大小；
⑶ 板电势变化频率至少为多大时，在到时间内从紧临板处无初速释放该带电
粒子，粒子不能到达板。
；；。
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带电粒子在电场中的偏转
如图所示，两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子和，从电容器边缘的点以相同的水平速度射入两平行板之间，测得和与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为。若不计重力，则和的比荷之比是 A． B． C． D．

D

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如图所示，在真空中带电粒子和先后以相同的初速度从点射入匀强电场，它们的初速度垂直于电场强度方向，偏转之后分别打在、点，且，所带电荷量为的倍，则、的质量之比为
A． B． C． D．
D
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一个质子和一个粒子，从同一位置垂直电场方向以相同的动量射入匀强电场，它们在电场中的运动轨迹是如图中的

C


三个粒子在同一位置沿同一方向垂直电场方向进入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可以判断 A．在飞离电场的同时，刚好打在负极板上 B．和同时飞离电场 C．进入电场时，的速度最大，的速度最小 D．动能的增加量最小，和一样大

ACD


示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。图甲为示波器的原理结构图，电子经电压加速后进入偏转电场，竖直极板间加偏转电压，水平极板间加偏转电压。若偏转电压随时间变化的规律如图乙所示，则荧光屏上所得的波形是

B

带电粒子的加速与偏转
在光滑水平面上有一质量、电荷量的带正电小球静止在点。以点为原点，在该水平面内建立直角坐标系。现突然加一沿轴正方向、场强大小的匀强电场，使小球开始运动。经过，所加电场突然变为沿轴正方向、场强大小仍为的匀强电场。再经过，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经速度变为零，求： ⑴ 此电场的方向； ⑵ 小球速度变为零时的位置。

⑴ 与轴成角；⑵ 位置坐标为


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如图为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的区域内，存在两个场强大小均为的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为的正方形，不计电子的重力。
⑴ 在该区域边的中点处由静止释放电子，求电子离开区域的位置；
⑵ 在电场I区域内的适当位置由静止释放电子，电子恰能从区域左下角处离开，求
所有释放点的位置。

电子离开区域的位置坐标为；，在I区域满足此函数的点即为所求位置。
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粒子在电场和重力场中的运动
一个带正电的微粒，从点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线运动，如图，与电场线夹角，已知带电微粒的质量，电量，、相距。（取，结果保留二位有效数字）求： ⑴ 说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由。 ⑵ 电场强度的大小和方向？ ⑶ 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？

⑴ 微粒只在重力和电场力作用下沿方向运动，在垂直于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指向，与初速度方向相反，微粒做匀减速运动。
⑵ 电场强度，电场强度的方向水平向左。
⑶

如图所示，空间存在着强度方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为的绝缘细线，一端固定在点，一端拴着质量、电荷量的小球。现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时，细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂。取。求： ⑴ 细线能承受的最大拉力； ⑵ 当小球继续运动后与点水平方向距离为时，小球距点的高度。

；





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