高二物理 寒假作業(yè) 第03天 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 新

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第03天帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考綱要求:Ⅱ難易程度:★★★☆☆如圖所示，在平行板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓，開(kāi)始時(shí)B板電勢(shì)比A板高,這時(shí)兩板中間原來(lái)靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩板間的距離足夠大，則下述說(shuō)法中正確的是A．電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后向B板運(yùn)動(dòng)，再返回A板做周期性來(lái)回運(yùn)動(dòng)B．電子一直向A板運(yùn)動(dòng)C．電子一直向B板運(yùn)動(dòng)D．電子先向B板運(yùn)動(dòng),然后向A板運(yùn)動(dòng)，再返回B板做周期性來(lái)回運(yùn)動(dòng)【參考答案】C【參考答案】【知識(shí)補(bǔ)給】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的常用技巧（2）普通的帶電體（如油滴、塵埃、小球等）在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),除題中說(shuō)明外，必須考慮其重力及運(yùn)動(dòng)中重力勢(shì)能的變化。2．解答帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思維方法(1）注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律)，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移、做功或確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件。（2）分析時(shí)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。（3）此類題型一般有三種情況：一是粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)（一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解），二是粒子做往返運(yùn)動(dòng)（一般分段研究），三是粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)的特點(diǎn)分段研究）。（4）對(duì)于帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，由于不同時(shí)間內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不同，使得帶電粒子所受的電場(chǎng)力不同，造成帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生變化。解決這類問(wèn)題,要分段進(jìn)行分析，根據(jù)題意找出滿足題目要求的條件,從而分析求解。帶電荷量為q的α粒子，以初動(dòng)能Ek從兩平行金屬板的正中央沿垂直于電場(chǎng)線的方向進(jìn)入在這兩板間存在的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,恰從帶負(fù)電的金屬板的邊緣飛出來(lái)，且飛出時(shí)的動(dòng)能變?yōu)?Ek,則金屬板間的電壓為A．Ek/q B．2Ek/qC．Ek/2q D．4Ek/q如圖所示，靜止的電子在加速電壓為U1的電場(chǎng)作用下從O經(jīng)P板的小孔（位于P板的中點(diǎn)）射出,又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場(chǎng),在偏轉(zhuǎn)電壓為U2的電場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn)一段距離?，F(xiàn)使U1加倍，要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該A．使U2加倍 B．使U2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍C．使U2變?yōu)樵瓉?lái)的倍 D．使U2變?yōu)樵瓉?lái)的如圖所示，一帶電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)是軌跡的最右點(diǎn)。不計(jì)重力，下列表述正確的是A．粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加B．粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)方向C．粒子在電場(chǎng)中的加速度變大D．粒子在M點(diǎn)的速率最小如圖所示，a、b兩個(gè)帶正電的粒子，以相同的速度先后垂直于電場(chǎng)線從同一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，a粒子打在B板的a′點(diǎn)，b粒子打在B板的b′點(diǎn),若不計(jì)重力，則A．a(chǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間B．b打到板上的速率一定大于a打到板上的速率C．a(chǎn)的加速度一定大于b的加速度D．a(chǎn)的比荷一定大于b的比荷如圖所示，質(zhì)量為m的帶電小物塊置于傾角53°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小物塊恰好靜止在高為H的斜面頂端，現(xiàn)將電場(chǎng)方向突然改為水平向右,而電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,重力加速度為g，sin37°=0.6,cos37°=0。8，則小物塊從斜面頂端開(kāi)始A．歷時(shí)著地B．歷時(shí)著地C．到著地過(guò)程機(jī)械能增加D．到著地過(guò)程動(dòng)能增加如圖所示,ABC為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道，AB部分是半徑為R的光滑半圓軌道，BC部分水平,整個(gè)軌道處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小滑塊，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，已知重力加速度為g，場(chǎng)強(qiáng)大小為，，求：（1）要使小滑塊能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，滑塊應(yīng)在BC軌道上離B至少多遠(yuǎn)處?kù)o止釋放;（2）在上述情況中，小滑塊速度最大時(shí)對(duì)軌道的壓力。在寬度為L(zhǎng)的條形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向平行于區(qū)域邊界。有一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從左側(cè)邊界上的A點(diǎn)，以初速度v0沿垂直于電場(chǎng)的方向射入電場(chǎng)，粒子從右側(cè)邊界射出時(shí)的速度大小為。（1）求粒子從右側(cè)邊界射出時(shí),沿電場(chǎng)方向位移的大小;（2)若帶電粒子的入射速度改為，求粒子從右側(cè)邊界射出時(shí)速度的大?。唬?）若帶電粒子的入射速度大小可以為任意值（遠(yuǎn)小于光速），求帶電粒子從右側(cè)邊界射出速度的最小值?！緟⒖即鸢浮俊久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)動(dòng)能定理和牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合推導(dǎo)出.D當(dāng)粒子向右運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，當(dāng)粒子向左運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤；粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，受電場(chǎng)力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，故可知，粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)的反方向，故B錯(cuò)誤；粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受到恒定的電場(chǎng)力作用,故粒子在電場(chǎng)中的加速度不變，故C錯(cuò)誤；粒子受到的電場(chǎng)力向左，在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的速度減小,運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，粒子的速度最小，所以D正確.CD粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故有，由于初速度相同，粒子b的水平位移大于粒子a的水平位移,所以，A錯(cuò)誤；粒子在豎直方向上的位移相同，并且都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故，因?yàn)?，所以，根?jù)牛頓第二定律可得，故加速度越大，粒子的比荷越大，故a的比荷一定大于b的比荷，CD正確;因?yàn)槌跛俣认嗤蛟跇O板上的速率，所以豎直方向上的速率越大,則打在極板上的速率就越大，因?yàn)?，又知道a的比荷一定大于b的比荷，所以a打到極板上的速率大于b打到極板上的速率，B錯(cuò)誤。W=mg×H=2mgH，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能增加2mgH，重力勢(shì)能減小mgH，故機(jī)械能增加mgH，故C錯(cuò)誤，D正確。（1）(2）,方向由O指向P（1）在A點(diǎn),由牛頓第二定律：從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)，由動(dòng)能定理：得：xk-w（2）由等效場(chǎng)的理論，假設(shè)電場(chǎng)力和重力的合力與豎直向下成θ角,則速度最大的位置P點(diǎn)與圓心O的連線與豎直方向也成θ角，且從B點(diǎn)到A點(diǎn)：從B點(diǎn)到P點(diǎn)：在P點(diǎn)：解得：方向由O指向P（1）（2)（3)（1）設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1粒子射出電場(chǎng)，沿電場(chǎng)方向位移y，沿電場(chǎng)方向速度為由類平拋運(yùn)動(dòng)知，,，射出電場(chǎng)的速度分解到水平方向和豎直方向（3)