备战2021届浙江新高考物理一轮复习汇编考点21 带电粒子在电场中的运动.doc

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1、考点21带电粒子(体)在电场中的运动专题知识内容考试要求必考加试带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动bd1.从题型上看，有选择题、计算题，试题新颖，难度中等偏上．2．考查知识点主要有：带电粒子在电场中的运动规律等．3．从整体命题趋势上看，常与实际生活、科学研究密切联系，通过新的情景或新的素材如喷墨打印机、静电除尘、示波管、加速器等进行命题考查考向一带电粒子在电场中的直线运动如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？【参考答案】∶1【详细解析】质子和α粒子都是正离子，从A点释放将受电场力作用加速运动到B

2、点，设A、B两点间的电势差为U，由动能定理有对质子：mHv＝qHU，对α粒子：mαvα2＝qαU.所以＝＝＝.【名师点睛】该电场为非匀强电场，带电粒子在A、B间的运动为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但注意到电场力做功W＝qU这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便．1．(多选)如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中满足要求的是(不计带电粒子的重力)(　　)A．使

3、初速度减为原来的B．使M、N间电压加倍C．使M、N间电压提高到原来的4倍D．使初速度和M、N间电压都减为原来的【答案】B、D【解析】由题意知，带电粒子在电场中做减速运动，当粒子恰好能到达N板时，由动能定理可得－qU＝－mv。要使粒子到达两极板中间后返回，设此时两极板间电压为U1，粒子的初速度为v1，则由动能定理可得－q＝－mv，联立两方程得＝，选项B、D正确。2．如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为＋q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场。(1)带电小球在板间做何种运动？(2)欲使小球刚好打到A板，A

4、、B间电势差为多少？【答案】(1)做匀减速直线运动(2)【解析】(1)带电小球在电场外只受重力的作用做匀减速直线运动，在电场中受重力和静电力作用做匀减速直线运动。(2)整个运动过程中重力和静电力做功，由动能定理得－mg(H＋h)－qUAB＝0－mv解得UAB＝。考向二带电粒子在匀强电场中的偏转如图所示为示波管中偏转电极的示意图，间距为d，长度为l的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场)．在到A、B等距离处的O点，有一电荷量为＋q、质量为m的粒子以初速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入(如图)，不计重力，要使此粒子能从C处射出，则A、B

5、间的电压应为(　　)A.　　　　　　B.C.D．q【参考答案】A【详细解析】带电粒子只受电场力作用，在平行板间做类平抛运动．设粒子由O到C的运动时间为t，则有l＝v0t.设A、B间的电压为U，则偏转电极间的匀强电场的场强E＝，粒子所受电场力F＝qE＝，根据牛顿第二定律得粒子沿电场方向的加速度a＝＝，粒子在沿电场方向做匀加速直线运动，位移为d，由匀加速直线运动的规律得＝at2，解得U＝，A正确．【名师点睛】带电粒子在电场中的偏转问题，要注意：(1)粒子“恰能”飞出极板，这种情况对应一个临界状态——“擦边”，粒子的偏移量即为入射点与某板间的距离．(2)带电粒子离开电场时的偏移量和偏转角

6、表达式(y＝，tanφ＝)不要机械记忆，要做到熟练推导、灵活运用．1．(2019·黑龙江哈尔滨三中高二上月考)如图所示，C、D两水平带电金属板间的电压为U，A、B为一对竖直放置的带电平行金属板，B板上有一个小孔，小孔在C、D两板间的中心线上，一质量为m、带电荷量为＋q的粒子(不计重力)在A板边缘的P点由静止开始运动，恰好从D板下边缘离开，离开时速度大小为v0，则A、B两极板间的电压为(　　)A.B.C.D.【答案】A【解析】带电粒子在A、B两板间做匀加速直线运动，由动能定理得qUAB＝mv；带电粒子在C、D两板间做类平抛运动，从中心线进入恰好从D板下边缘离开，根据动能定理得＝mv－

7、mv；联立两式可得UAB＝，故选A。2．如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，以速度v0垂直于电场方向从A射入匀强电场，并从电场另一侧B点射出，且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°，已知匀强电场的宽度为L，求：(1)匀强电场的电场强度E；(2)求A、B两点的电势差UAB.【答案】(1)　(2)【解析】(1)带电粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，将v沿水平方向和竖直方向分解，则vy＝＝v0①又vy＝t②L＝v0t③解①②③得E＝(2)