[高考]高考冲刺专题系列7：带电粒子在电场中的运动.doc

《[高考]高考冲刺专题系列7：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、06高考冲刺专题系列：带电粒子在电场中的运动―――近年有关带电粒子在电场中的运动模型分类广东广雅中学　吴炳光一、带电粒子在恒定电场中的偏转1．（2004西城）真空室中有如图所示的装置．电极K发出的电子（初速不计）经过加速电场后，由小孔O沿水平放置的偏转板M、N间的中心轴线射入．M、N板长为L，两板间加有恒定电压，它们间的电场可看作匀强电场．偏转板右端边缘到荧光屏P的距离为s．当加速电压为时，电子恰好打在N板中央的A点；当加速电压为时，电子打在荧光屏的B点．已知A、B点到中心轴线的距离相等．求∶．　　解：设电子电量为e、质量为m．

2、　　由题意，电子在偏转电场中做类平抛运动，加速度为a且保持不变．　　加速电压为时，设电子进入偏转电场时的速度为　　　　　（2分）　　偏转距离为，沿板方向的位移为L/2　　　　　　　　（4分）　　加速电压为时，设电子进入偏转电场时的速度为　　　　　（2分）　　偏转距离为，沿板方向的位移为L　　　　　　　　（4分）　　如图，电子从C点离开电场，沿直线CB匀速运动打在B点．　　由几何关系得　　　（4分）　　由以上各式解得　（3分）2．如图所示的装置，U1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板，板长为l，两板间距离为d。一个

3、质量为m，带电量为-q的质点，经加速电压加速后沿两金属板中心线以速度v0水平射入两板中。若在两水平金属板间加一电压U2，当上板为正时，带电质点恰能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电质点则射到下板上距板的左端l／4处，为使带电质点经u1加速后沿中心线射入两金属板，并能够从两金属之间射出，问：两水平金属板间所加电压应满足什么条件，及电压值的范围。解：　　①②由①、②解出a=2g③④⑤为使带电质点射出金属板，质点在竖直方向运动应有⑥　　　　　　⑦a′是竖直方向的加速度，t2是质点在金属板间运动时间⑧若a′的方向向上则两金属板应加电压

4、为U′上板为正有⑨若a′的方向向下则两极间应加电压U″上板为正有　　⑩为使带电质点从两板间射出，两板间电压U始终应上极为正9U2/8>U>7U2/8二、带电粒子在交变电场中的偏转3．（2004黄冈）在下图（a）中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板，加上周期为T的交变电压，在两板间产生交变的匀强电场。已知B板电势为零，A板电势UA随时间变化的规律如图（b）所示，其中UA的最大值为U0，最小值为－2U0。在图（a）中，虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面，此面到A和B的距离皆为l。在此面所在处，不断地产生电荷量为q、质

5、量为m的带负电的微粒，各个时刻产生带电微粒的机会均等。这种微粒产生后，从静止出发在电场力的作用下运动。设微粒一旦碰到金属板，它就附在板上不再运动，且其电量同时消失，不影响A、B板的电势。已知上述的T、U0、l、q和m等各量的值正好满足等式。若在交变电压变化的每个周期T内，平均产生320个上述微粒，不计重力，不考虑微粒之间的相互作用，试求：（1）在t=0到t=T/2这段时间内，哪一段时间内产生的微粒可以直达A板？（2）在t=0到t=T/2这段时间内产生的微粒中有多少个微粒可到达A板？解：在电压为U0时，微粒所受电场力为此时微粒的加

6、速度为（1）在t=0时刻产生的微粒，将以加速度a0向A板运动，经时，位移……（1分）即t=0时刻产生的粒子，在不到时就可直达A板。此后产生的粒子，可能先加速，后减速运动，但速度反向前到达A板，考虑临界状况：设t=t1时刻产生的微粒到达A板时速度刚好为零，则该微粒以加速度a0加速度运动时间，再以加速度2a0减速运动一段时间，设为△s，则（2）　　　（3）联立解得（4）即～时间内产生的微粒可直达A板。（2）在时刻产生的微粒，以加速度向A板加速的时间为，再以2的加速度减速运动，经速度减为零（刚好到A板边），此后以2的加速度向B板运动，

7、运动时间为（5）位移（6分）即微粒将打到B板上，不再返回，而时刻之后产生的微粒，向A板加速的时间更短，最终均将打到B板上，不再返回，故只有t=0到时间内产生的微粒可到达A板.个（7）4．如图甲所示，A、B是在真空中平行放置的金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场。A、B两板间距d=15cm。今在A、B两极上加如图乙所示的电压，交变电压的周期T=1.0×10-6s；t=0时，A板电势比B板电势高，电势差U0=108V。一个荷质比q/m=1.0×108C/kg的带负电的粒子在t=0时从B板附近由静止开始运动，不计重力。问：

8、⑴当粒子的位移为多大时，粒子速度第一次达到最大值？最大速度为多大？⑵粒子运动过程中将与某一极板相碰撞，求粒子撞击极板时的速度大小。BAdtu/VT/2-U0U0T3T/22TT/35T/64T/3图甲图乙解：⑴带负电的粒子电场中加速或减速的加速度大小为a==7.