资源描述：
《高考物理期末一模联考新题精选分类解析专题12带电粒子在电场中的运动.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、十二、带电粒子在电场中的运动1.（2020上海市黄浦区期末）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q;质量为m带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q;A、B两点间的距离为I。。释放后的乙球除受到甲球的静电力作ZJ用外，还受到一个大小为F=kQq（k为静电力常4lo数）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求:（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；（2）乙球的速度最大时两球间的距离;（3）若乙球运动的最大速度为Vm,求乙球从开始运动到速度为Vm的过程中电势能的变化量解析：.（10分）角坐标
2、系Xoy。现在突然加一沿X轴正方向，场强大小E2.0106V∕m的匀强电场,使小球开始运动。经过一段时间后，所加匀强电场再突然变为沿y轴正方向，场强大小不变，使该小球恰能够到达坐标为（0.3,0.1）的P点。求：（1）电场改变方向前经过的时间；ytmaoj.on（2）带正电小球到达P点时的速度大小和方向。III■C解析：.（9分）由牛顿运动定律得，在匀强电场中小球加速度的大小为：a竺m代人数值得：a=0.20m/s2（1分）当场强沿X正方向时，经过时间t小球的速度大小为vx=at（1分）小球沿X轴方向移动的距离XI-at2（1分）2电场方向改为沿y
3、轴正方向后的时间T内，小球在X方向做速度为VX的匀速运动，在y方向做初速为零的匀加速直线运动。沿X方向移动的距离：X=VXT+Xι=0.30m「（1分）-沿y方向移动的距离：y-aT2=0.10m（1分）2由以上各式解得t=1S（1分）T=1svx=0.2m/s（1分）到P点时小球在X方向的分速度仍为Vx，在y方向的分速度Vy=aT=0.20m/s（1分）由上可知，此时运动方向与X轴成45o角，速度大小为0.28m/s（或o.2J^2m/s）（1分）线平行，其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带10「4C负电荷的小滑块质
4、量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数u=0.15,位于N点右侧1.5m的M处，要使小滑块恰能运动到圆轨道的最髙点Q,取g=10m∕s2,求：（1）滑块应以多大的初速度V。，向左运动？（2）滑块通过P点时受到轨道的压力。解析：.（17分）（1）设小球到达Q点时速度为v,由牛顿第二定律有2mgqEmv^-(3分)滑块从开始到Q过程中，由动能定理有:mg2RqE2R(mgqE)x1212mvmV。22(3联立方程组，解得：Vo7m/s（2分）⑵谀滑块到达P点时速庚为从从开始到P过程中，由动能定理有；-（Wg+qE}R-（Λ{qE+Wg）X=丄WPR-ɪ
5、wvQ22（3分）P点压力：N=—（3分}代入数据，解得：N=O.6N（2压力的方问：水平同右。（1分）4.（17分）（2020四川攀枝花二模）如图所示，虚线PQMN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m=2.0X10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成300角。已知PQMN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计。求:（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率Vi；（2）匀强电场的场强大小；（3
6、）ab两点间的电势差。1解：（1）由动能定理得：qu-mv12（2分）2代入数据得v1104m∕s（1分）（2）粒子沿初速度方向做匀速运动：dVlt（2分）粒子沿电场方向做匀加速运动：Vyat（2分）由题意得：tan300里（2分）Vy由牛顿第二定律得：qEma（2分）联立以上相关各式并代入数据得：E3103N/C1.732103N/C（2分）11（3）由动能定理得：qUab-mv2-m（v12v；）（3分）12联立以上相关各式并代入数据得：Uab400V（1分）5、（12分）（2020安徽省黄山市一模）飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子
7、的比荷q/m,如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2,让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2（不计离子重力）。（1）忽略离子源中离子的初速度用t1计算荷质比。（2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中,它们从A出发后返回B端飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt,可通过调节
8、电场E使Δt=0。求此时E的大小。5、（12分）解析（1）设离子带电量为q,质量为m经电场加速后的速度为v,则12qUmv
