带电粒子在匀强电场中的直线运动.doc

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考点5带电粒子（或带电体）在电场中运动

考点5.1　带电粒子在匀强电场中的直线运动

1.做直线运动的条件

（1）粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动.

（2）粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动.

2.用动力学观点分析

a＝，E＝，v2－v＝2ad.

3.用功能观点分析

匀强电场中：

W＝Eqd＝qU＝mv2－mv

非匀强电场中：

W＝qU＝Ek2－Ek1

注意：

（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，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.

1.如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两极间电压不变，则（　C）

A.当减小两板间的距离时，速度v增大

B.当减小两极间的距离时，速度v减小

C.当减小两极间的距离时，速度v不变

D.当减小两极间的距离时，电子在两极间运动的时间变长

2.如图所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电势差为500V.一个动能为400eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，则电子离开电场时的动能大小为（　C　）

A.900eVB.500eVC.400eVD.100eV

3.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是（　C　）

A.电子到达B板时的动能是eU

B.电子从B板到C板时动能变化为零

C.电子到达D板时动能是3eU

D.电子在A板和D板之间往复运动

4.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为－q的带电粒子（不计重力），以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是（　D　）

A.使初速度减为原来的

B.使M、N间电压减为原来的倍

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

5.（多选）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（　BD　）

A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加

C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动

6.（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（　BC　）

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

7.一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（　C　）

A．2v、向下 B．2v、向上

C．3v、向下 D．3v、向上

8.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，重力加速度为g）.求：

（1）小球到达小孔处的速度；

（2）极板间的电场强度大小和电容器所带电荷量；

（3）小球从开始下落到运动到下极板处的时间.

【答案】

（1）　

（2）　C（3）

9.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103N/C和E2＝4.0×103N/C，方向如图所示．带电微粒质量m＝1.0×10－20kg，带电荷量q＝－1.0×10－9C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：

（1）B点距虚线MN的距离d2；

（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.

【答案】

（1）0.50cm　

（2）1.5×10－8s

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