高考物理电场精讲精练带电体在电场中的直线运动

《高考物理电场精讲精练带电体在电场中的直线运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、带电体在电场中的直线运动带电粒子在电场中运动时重力的处理(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．例题1　如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g.已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力．求：(1)液珠的比荷；(2)液珠速度最大时离A点的距离h

2、；(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ＝，其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)．求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB.解析　(1)设液珠带电量为q，质量为m，由题意知，当液珠在C点时，由牛顿第二定律知k－mg＝ma又因为a＝g解得＝(2)当液珠速度最大时，其所受合力为零，则k＝mg解得h＝H(3)设BC间的电势差大小为UCB，由题意得UCB＝φC－φB＝－对液珠由释放处至液珠到达最高点(速度为零)的全过程应用动能定理得qUCB－mg(rB－H)＝0又由(1)得＝5联立以上各式解得

3、rB＝2H答案　(1)　(2)H　(3)2H带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法例题2.如图所示，板长L＝4cm的平行板电容器，板间距离d＝3cm，板与水平线夹角α＝37°，两板所加电压为U＝100V．有一带负电液滴，带电荷量为q＝3×10－10C，以v0＝1m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(取g＝10m/s2，sinα＝0.6，cosα＝0.8)．求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度．解析：(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示，可得

4、qEcosα＝mgE＝解得m＝代入数据得m＝8×10－8kg(2)因液滴沿水平方向运动，所以重力做功为零．对液滴由动能定理得5qU＝mv2－mv解得v＝所以v＝m/s答案：(1)8×10－8kg　(2)m/s例题3．中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器．加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用．如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极．质子从K点沿轴线进入加速器

5、并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变．设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的.质子的荷质比取1×108C/kg.求：(1)漂移管B的长度；(2)相邻漂移管间的加速电压．解析：(1)设质子进入漂移管B的速度为vB，电源频率、周期分别为f、T，漂移管B的长度为L，则T＝①L＝vB·②联立①②式并代入数据得L＝0.4m③(2)设质子进入漂

6、移管E的速度为vE，相邻漂移管间的加速电压为U，电场力对质子所做的功为W.质子从漂移管B运动到漂移管E电场力做功W′，质子的电荷量为q、质量为m，则W＝qU④W′＝3W⑤5W′＝mv－mv⑥联立④⑤⑥式并代入数据得U＝6×104V　⑦答案：(1)0.4m　(2)6×104V过关检测1．如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，

7、重力加速度为g)．求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间．解析：(1)由v2＝2gh得v＝(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mg－qE＝ma0－v2＝2ad得E＝U＝EdQ＝CU得Q＝(3)由h＝gt0＝v＋at2t＝t1＋t2综合可得t＝答案：见解析52．(多选)如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路．调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的

8、中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力)，则下列说法正确的是(　　)A．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板B．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出解析：选BC.设带电粒子进入电场中的位移为x，根据动能定理得：－qEx＝0－mv，