高考专题27 带电粒子在电场中的加速和偏转-高考物理一轮复习专题详解 Word版含解析

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1、高考物理热点快速突破知识回顾　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．带电粒子在电场中的加速(1)匀强电场中，v0与E平行时，优先用功能关系求解，若不行，则用牛顿第二定律和运动学公式．(2)非匀强电场中，只能用功能关系求解．2．带电粒子在匀强电场中的偏转(v0垂直于E的方向)，如图所示(1)沿v0方向的匀速直线运动．(2)垂直于v0方向的匀加速直线运动．①加速度a＝＝；②偏转距离y＝at2＝2y＝；③速度偏向角tanφ＝＝tanφ＝；④位移偏向角tanθ＝＝tanθ＝；⑤两个重要的结论a．位移偏向角θ和速度偏向角φ满足t

2、anφ＝2tanθ；b．射出极板时粒子的速度反向延长线过粒子水平位移的中点．规律方法带电粒子在电场中运动的解题方法(1)求解带电粒子在匀强电场中的运动时，运动和力、功能关系两个途径都适用，选择依据是题给条件，当不涉及时间时选择功能关系，否则必须选择运动和力．(2)带电粒子在非匀强电场中运动时，加速度不断变化，只能选择功能关系求解．例题分析【例1】　(2017年高考·江苏卷)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P′点

3、，则由O点静止释放的电子(　　)A．运动到P点返回B．运动到P和P′点之间返回C．运动到P′点返回D．穿过P′点【答案】　A【例2】　如图所示，两平行金属板A、B长l＝8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，即UAB＝300V．一带正电的粒子电量为q＝10－10C，质量为m＝10－20kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)

4、．已知两界面MN、PS相距为L＝12cm，粒子穿过界面PS后被点电荷Q施加的电场力俘获，从而以O点为圆心做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上静电力常量k＝9×109N·m2/C2，粒子重力不计，tan37°＝，tan53°＝.求：(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离h；(2)粒子穿过界面MN时的速度v；(3)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离Y；(4)点电荷的电荷量Q(该小题结果保留一位有效数字)．(2)粒子的运动轨迹如图8－6－4所示设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为vy，则：vy＝

5、at＝解得：vy＝1.5×106m/s所以粒子从电场中飞出时的速度为：v＝＝2.5×106m/s设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为θ，则：tanθ＝＝解得：θ＝37°【例3】　如图甲所示，真空中两水平放置的平行金属板A、B相距为d，板长为L，今在A、B两板间加一如图乙所示的周期性变化的交变电压．从t＝0时刻开始，一束初速度均为v0的电子流沿A、B两板间的中线从左端连续不断地水平射入板间的电场，要想使电子束都能从A、B右端水平射出，则所加交变电压的周期T和所加电压的大小应满足什么条件？【解析】　根据题意可知，

6、电子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做变速直线运动，可画出t＝0时刻射入板间的电子在竖直方向上的速度－时间(vy－t)图象，如图8－6－6所示，因电子进入板间电场和离开板间电场时，其竖直分速度均为零，所以电子在电场中的运动时间t必为交变电压周期T的整数倍：t＝nT(n＝1、2、3、…)而t＝故T＝(n＝1、2、3…)规律总结“两个分运动、三个一”求解粒子偏转问题带电粒子在匀强电场中偏转的基本模型如图所示．(1)分解为两个独立的分运动——平行极板的匀速直线运动，L＝v0t；垂直极板的匀加速直线运动，y＝at2，vy

7、＝at，a＝.(2)一个偏转角：tanθ＝；一个几何关系：y＝tanθ；一个功能关系：ΔEk＝.专题练习1.如图，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电量为e.则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是(　　)A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半【答案】　A2.(201

8、7·洛阳联考)如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，虚线为中心线，A、B板间加上稳定的电压，有三个带电微粒a、b、c从靠近A板边缘处以相同的水平初速度射入板间，a从中心线上M点飞出板间区域，b从B板右侧边缘飞出，c落在B板的中点N处，不计微粒的重力，则带电微粒a、b、c的比荷关系为(　　)A.＝4＝8　　　　　B.