6日+匀强电场中的偏转(一)-试题君之每日一题君上学期高二物理人教版(课堂同步系列一)+Word版含解析
带电粒子在匀强电场中偏转时的偏角问题

带电粒子在匀强电场中偏转时的偏角问题 带电粒子在匀强电场中偏转的问题,我们通常考虑的是带电粒子在平行板中作初速度平行于极板的运动,常常要讨论它的偏角问题。
下面我就这个问题进行一下阐述。
如图所示,设带电粒子质量为m ,带电量为q ,以速度v 0垂直于电场线射入匀强偏转电场,偏转电压为U 1。
若粒子飞出电场时偏角为θ,则01,tan v l dm qU at v v v y x y •===式中θ dmv l qU v v x 2010tan ==θ,代入得 ① (1)若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的,则由动能定理有20021mv qU = ② 由①②式得:d U l U 012tan =θ ③ 由③式可知,粒子的偏角与粒子q 、m 无关,仅决定于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度总是相同的。
(2)粒子从偏转电场中射出时偏转的距离2012)(2121v l dm qU at y ••==,做粒子速度的反向延长线,设交初速度方向于O 点,O 点与电场边缘的距离为x ,则22tan 2012021l dmv l qU dmv l qU y x ===θ ④ 由④式可知,粒子从偏转电场中射出时,就好象从极板间的处沿直线射出似的。
【例题1】如图所示,电子在电势差为U 1的电场加速后,垂直射入电势差为U 2的偏转电场,在满足电子能射出电场的条件下,下列四种情况中,哪一种一定能使电子的偏转角度增大( )A 、U 1变大,U 2变大;B 、U 1变小,U 2变大;C 、U 1变大,U 2变小;D 、U 1变小,U 2变小。
【分析与解答】由上面的分析可知d U L U 122tan =θ,故答案应为B 。
【例题2】:如图所示,一束带电粒子垂直于电场线方向进入偏转电场,试讨论在以下情况中,粒子应具备什么条件,才能得到相同的偏转距离y 和偏转角度ф(U 、d 、l保持不变)(1)进入偏转电场的速度相同;(2)进入偏转电场的动能相同;(3)进入偏转电场的动量相同;(4)先由同一加速电场加速后,再进入偏转电场。
《带电粒子在匀强电场中的偏转》 知识清单

《带电粒子在匀强电场中的偏转》知识清单一、基本概念带电粒子在匀强电场中的偏转,指的是带电粒子以一定的初速度垂直进入匀强电场后,受到电场力的作用而发生偏转的现象。
匀强电场是指电场强度的大小和方向都相同的电场。
在这种电场中,带电粒子所受的电场力是恒定的。
二、运动规律1、水平方向带电粒子在水平方向不受力,做匀速直线运动。
其水平速度 vx 保持不变,水平位移 x = vxt,其中 vx 为初速度在水平方向的分量,t 为粒子在电场中的运动时间。
2、竖直方向带电粒子在竖直方向受到恒定的电场力,做匀加速直线运动。
其加速度 a = Eq/m,其中 E 为电场强度,q 为粒子的电荷量,m 为粒子的质量。
竖直速度 vy = at,竖直位移 y = 1/2at²三、偏转角度带电粒子离开电场时的偏转角度可以通过正切值来表示,tanθ =vy/vx四、偏移量粒子在电场中的偏移量 y 与粒子的初速度 v0、电场强度 E、粒子的电荷量 q、质量 m 以及极板长度 L 和极板间距 d 等因素有关。
偏移量的表达式为:y = qEL²/2mv₀²d五、应用实例1、示波器示波器是利用带电粒子在匀强电场中的偏转来显示电信号的变化。
电子枪发射的电子经过加速后,垂直进入偏转电场,通过控制电场的强度和方向,使电子束在荧光屏上产生不同的偏转,从而显示出信号的波形。
2、喷墨打印机在喷墨打印机中,带电的墨滴在匀强电场的作用下发生偏转,准确地喷射到纸张的指定位置,形成文字或图像。
六、解题思路与方法1、分析受力首先要明确带电粒子在匀强电场中所受的电场力,根据电场力的方向和大小,判断粒子在竖直方向的运动情况。
2、运动分解将带电粒子的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,分别列出相应的运动方程。
3、联立方程求解根据已知条件,联立水平和竖直方向的运动方程,求解出粒子的偏转角度、偏移量等物理量。
七、常见错误与注意事项1、忽略粒子的重力在一些情况下,粒子的重力相比电场力可以忽略不计,但在某些特殊问题中,重力可能不能忽略,需要具体情况具体分析。
学年高中物理课堂同步系列一每日一题 匀强电场中偏转二含解析新人教版选修

匀强电场中的偏转(二)高考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆以下列图,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为A.U1:U2=1:4 B.U1:U2=1:8C.U1:U2=1:1 D.U1:U2=1:2【参照答案】B【试题分析】带电粒子在电场中做近似平抛运动,将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解,有x=v0t,y=at2,,解得,故,应选B。
【名师点睛】此题要点依照类平抛运动的分位移公式和牛顿第二定律联立列式求解出电压的一般表达式,尔后再进行分析谈论。
【知识补给】带电粒子在匀强电场中的偏转问题小结(1)分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的要点①条件分析:不计重力,且带电粒子的初速度v0与电场方向垂直,则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动。
②运动分析:一般用分解的思想来办理,立刻带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动。
(2)粒子在匀强电场中偏转时的两个结论①以初速度v0进入偏转电场作粒子速度的反向延长线,设交于O点,O点与电场右侧缘的距离为x,则结论:粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的处沿直线射出。
②经加速电场加速再进入偏转电场:若不相同的带电粒子都是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的,则由②和④得:偏移量偏转角正切为:结论:无论带电粒子的m、q如何,只要经过同一加速电场加速,再垂直进入同一偏转电场,它们飞出的偏移量y和偏转角θ都是相同的,也就是运动轨迹完好重合。
(3)计算粒子打到屏上的地址离屏中心的距离Y的几种方法:①Y=y+D tan θ(D为屏到偏转电场的水平距离)②Y=(+D)tan θ(L为电场宽度)③Y=y+v y·④依照三角形相似:(2018·一般高等学校招生全国一致考试模拟)以下列图,平行金属板A、B正对放置,两板间电压为U,一束完好相同的带电粒予以不相同速率沿图中虚线平行于金属板射入板间,其速率介于~k(k>1)之间且连续分布,带电粒子射出金属板后打在右侧的一垂直于A、B板的荧光屏上,打在荧光屏上的长度为L,已知全部粒子均可射出金属板,且不考虑带电粒子间的相互作用,若仅将金属板A、B间的电压减小至,不计带电粒子的重力。
高中物理电场偏转练习题及讲解

高中物理电场偏转练习题及讲解# 高中物理电场偏转练习题及讲解## 练习题一:单电荷电场偏转题目描述:一个带正电的质点,质量为\( m \),电荷量为\( q \),以初速度\( v_0 \)水平射入一个均匀电场中。
电场强度为\( E \),方向竖直向上。
忽略重力的影响。
问题:1. 求质点在电场中的速度变化。
2. 质点在电场中运动的时间\( t \)。
解答:1. 质点在电场中受到的电场力为\( F = qE \),根据牛顿第二定律,加速度\( a = \frac{F}{m} = \frac{qE}{m} \)。
由于电场力是竖直向上的,质点在竖直方向上做匀加速直线运动。
因此,竖直方向的速度变化为\( v_y = at = \frac{qEt}{m} \)。
2. 由于质点水平方向速度不变,为\( v_0 \),结合竖直方向的速度变化,质点在电场中运动的时间可以通过水平位移和水平速度求得:\( t = \frac{L}{v_0} \),其中\( L \)为电场的长度。
## 练习题二:双电荷电场偏转题目描述:两个相同的带电质点,质量均为\( m \),电荷量均为\( q \),以相同的初速度\( v_0 \)水平射入两个相互垂直的均匀电场中。
电场一为水平方向,电场二为竖直方向,电场强度分别为\( E_1 \)和\( E_2 \)。
问题:1. 求质点在两个电场中的速度变化。
2. 质点在两个电场中运动的时间。
解答:1. 在水平电场中,质点受到的电场力为\( F_1 = qE_1 \),加速度\( a_1 = \frac{qE_1}{m} \),水平方向速度变化为\( v_x = a_1t \)。
在竖直电场中,质点受到的电场力为\( F_2 = qE_2 \),加速度\( a_2 = \frac{qE_2}{m} \),竖直方向速度变化为\( v_y = a_2t \)。
2. 由于两个电场是相互垂直的,质点在两个方向上的运动是独立的。
专题 带电粒子在匀强电场中的偏转问题

专题带电粒子在匀强电场中的偏转问题【专题简介】带电粒子在匀强电场中的偏转问题是一种特殊的曲线运动,是高考的高频考点。
此类运动往往与平抛运动类似,故也称之为“类平抛运动”,故在处理此类问题时的方法和思想也是——“化曲为直”,即将运动分解为初速度方向的匀速直线运动和合外力方向的匀变速直线运动。
它与平抛的不同之处就在于要通过受力分析来求解合外力,从而根据牛顿第二定律求出加速度。
带电粒子在匀强电场中的偏转问题的特征:所受合外力为恒力且与初速度垂直。
带电粒子在匀强电场中的偏转问题的相关公式:1.牛顿第二定律:F合=ma2.匀强电场:E=Ud3.水初速度方向:x =v 0t,v x=v04.合外力方向:y=12at2,v y=at5.合运动:v=√v02+v y2,s=√x2+y26.角度问题:(1)速度夹角α:tanα=v yv0;(2)位移夹角θ:tanα=yx【高考真题】1.(2013广东卷)喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中()A.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电量无关2.(2022浙江卷)如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。
t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为√2v0;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。
不计重力和粒子间的相互作用,则()A.M板电势高于N板电势B.两个粒子的电势能都增加C.粒子在两板间的加速度a=2v02LD.粒子从N板下端射出的时间t=(√2−1)L2v0速度关系位移关系2.(2007海南卷)一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。
两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器的P点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间。
高二物理电荷在电场中的偏转试题

高二物理电荷在电场中的偏转试题1.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置在竖直平面内,两板间的距离d=40cm.板长为L=1.6m。
电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=5.3Ω.开关S处于断开状态。
此时, 一质量为m=4×10-2kg、带电量q=1×10-2C的带负电小球沿两板中心线以某一速度水平射入, 该小球射到B板距左端为d的C处.(1)求小球射入两板时的速度;(2)调节滑动变阻器滑片,问当闭合开关S后,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,可使同样射入的小球能从A、B板间飞出(不考虑空气阻力,取g=10m/s2)【答案】(1)(2)【解析】(1)粒子在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,所以有:, ,联立解得(2)粒子飞出时,水平方向上有,竖直方向上有:如果是在上板飞出:,解得如果是在下板飞出:,解得故时,小球能从AB板间飞出【考点】考查了含电容电路,带电粒子在电场中的偏转2.如图所示,足够长的两平行金属板正对着竖直放置,它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连.闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上.下列说法中正确的是()A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B.两板间电压越大,液滴在板间运动的加速度越大C.两板间电压越大,液滴在板间运动的时间越短D.定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长【答案】BC【解析】液滴在电场中受重力及电场力,电场力沿水平方向,重力沿竖直方向;因液滴由静止释放,故合力的方向一定与运动方向一致,故液滴做初速度为零的匀加速直线运动,故A错误;两板间的电压等于电源电动势,当电动势变大时,两板上的电压变大,由可知,板间的电场强度增大,电场力变大,合力变大,故加速度增大,故B正确;因粒子最终打在极板上,故运动时间取决于水平向的加速度,当电动势变大时,其水平方向受力增大,加速度增大,运动时间减小,故C正确;定值电阻在此电路中只相当于导线,阻值的变化不会改变两板间的电压,故带电粒子受力不变,加速度不变,运动时间不变,故D错误.所以选BC.【考点】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动、运动的合成和分解、匀强电场中电势差与场强的关系及牛顿第二定律的应用.3.如图所示,在场强为E的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板,在金属板的正上方高为h处有一个小的放射源,放射源上方有一铅板,使放射源可以向水平及斜下方各个方向释放质量为m、电量为q、初速度为v的带电粒子,粒子最后落在金属板上,不计粒子重力.试求:(1)粒子打在板上时的动能;(2)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小.【答案】(1)(2)【解析】(1)电场力做功与路径无关,只与始末位置间的电势差有关,所以粒子在下落过程中电场力做的功为粒子在整个过程中仅有电场力做功,由动能定理得:解得:粒子打在板上时的动能为(2)因不计粒子重力,粒子在电场中仅受电场力作用,水平射出后将做类平抛运动,粒子下降过程沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动.由牛顿第二定律知:所以粒子下降过程加速度为:设粒子下降过程沿电场方向做匀变速运动的时间为t,则:解得:粒子水平射出后将做类平抛运动,此粒子沿水平方向的位移大小即是落在金属板上的粒子圆形面积的半径,设水平位移为x,则根据运动学公式有:由几何知识知圆形面积为:【考点】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动、牛顿第二定律及动能定理的应用,意在考查考生处理类平抛运动问题的能力.4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即U=ab ,实线为一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上Ubc的两点,据此可知()A.三个等势面中,a的电势最高B.带电质点通过P点的电势能较Q点大C.带电质点通过P点的动能较Q点大D.带电质点通过P点时的加速度较Q点小【答案】B【解析】设质点从P运动到Q,由轨迹的弯曲方向和电场力垂直于等势面可知电场力做正功,又因为质点带正电,所以等势面c电势最高,等势面a最低,故选项A错误;因为电场力做正功,电势能减小,所以P点的电势能交Q点大,动能较Q点小,故选项B正确C错误;因为P点的等势面较密,场强较大,加速度较大,故选项D错误.【考点】考查静电场中的电场力做功与质点能量之间的关系,关键要根据质点的轨迹弯曲方向判断出电场力的方向,再结合电场力做功的情况分析能量的变化.5.(8分)如图所示,在xOy平面上第一象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图。
带电粒子在匀强电场中的偏转(解析版)

带电粒子在匀强电场中的偏转1.运动规律沿初速度方向为匀速直线运动,运动时间 vl t 0=沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动,加速度:a = F/m = qU/dm 离开电场时的偏移量 222mdv qULy =离开电场时的偏转角:L ymdV qUL 2tan 2==θ2.分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键(1)条件分析:不计重力,且带电粒子的初速度v 0与电场方向垂直,则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动.(2)运动分析:一般用分解的思想来处理,即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动.3.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的. (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点. 【典例1】如图所示,虚线MN 左侧有一场强为E 1=E 的匀强电场,在两条平行的虚线MN 和PQ 之间存在着宽为L 、电场强度为E 2=2E 的匀强电场,在虚线PQ 右侧相距为L 处有一与电场E 2平行的屏。
现将一电子(电荷量为e ,质量为m )无初速度地放入电场E 1中的A 点,A 与虚线MN 的间距为L2,最后电子打在右侧的屏上,AO 连线与屏垂直,垂足为O ,求:(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;(2)电子刚射出电场E 2时的速度方向与AO 连线夹角θ的正切值tan θ; (3)电子打到屏上的点P ′到点O 的距离x 。
【答案】 (1)3mLeE(2)2 (3)3L 【解析】 (1)电子在电场E 1中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为a 1,时间为t 1,由牛顿第解得:tan θ=2。
(3)如图,设电子在电场E 2中的偏转距离为x 1 x 1=12a 2t 32tan θ=x 2L解得:x =x 1+x 2=3L 。
【典例2】 如图甲所示,长为L 、间距为d 的两金属板A 、B 水平放置,ab 为两板的中心线,一个带电粒子以速度v 0从a 点水平射入,沿直线从b 点射出,若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上,欲使该粒子仍能从b 点以速度v 0射出,求:(1)交变电压的周期T 应满足什么条件?(2)粒子从a 点射入金属板的时刻应满足什么条件? 【答案】 (1)T =L nv 0,其中n 取大于等于L2dv 0qU 02m的整数 (2)t =2n -14T (n =1,2,3,…)【解析】 (1)为使粒子仍从b 点以速度v 0穿出电场,在垂直于初速度方向上,粒子的运动应为:加速,减速,反向加速,反向减速,经历四个过程后,回到中心线上时,在垂直于金属板的方向上速度正好等于零,这段时间等于一个周期,故有L =nTv 0,解得T =Lnv 0粒子在14T 内离开中心线的距离为y =12a ⎝⎛⎭⎫14T 2所以粒子的周期应满足的条件为 T =L nv 0,其中n 取大于等于L 2dv 0qU 02m的整数. (2)粒子进入电场的时间应为14T ,34T ,54T ,…故粒子进入电场的时间为t =2n -14T (n =1,2,3,…). 【跟踪短训】1.如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y 和Y ′长为L ,相距为d ,足够大的竖直屏与两板右侧相距b .在两板间加上可调偏转电压U YY ′,一束质量为m 、带电荷量为+q 的粒子(不计重力)从两板左侧中点A 以初速度v 0沿水平方向射入电场且能穿出.(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O 点; (2)求两板间所加偏转电压U YY ′的范围; (3)求粒子可能到达屏上区域的长度.【答案】 (1)见【解析】 (2)-d 2mv 20qL 2≤U YY ′≤d 2mv 20qL 2 (3)d L +2b L【解析】 (1)设粒子在电场中的加速度大小为a ,离开偏转电场时偏转距离为y ,沿电场方向的速度为v y ,偏转角为θ,其反向延长线通过O 点,O 点与板右端的水平距离为x ,如图所示,则有y =12at 2L =v 0tv y =at ,tan θ=v y v 0=y x ,联立解得x =L2故粒子在屏上可能到达的区域的长度为 H =2y 0=d L +2bL.2. 如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U 0,电容器板长和板间距离均为L =10 cm ,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L =10 cm ,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电压是不变的)求:(1)在t =0.06 s 时刻,电子打在荧光屏上的何处. (2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?【答案】 (1)打在屏上的点位于O 点上方,距O 点13.5 cm (2)30 cm【解析】 (1)电子经电场加速满足qU 0=12mv 2经电场偏转后侧移量y =12at 2=12·qU 偏mL ⎝⎛⎭⎫L v 2所以y =U 偏L4U 0,由图知t =0.06 s 时刻U 偏=1.8U 0,所以y =4.5 cm设打在屏上的点距O 点的距离为Y ,满足Yy =L +L 2L2所以Y =13.5 cm.(2)由题知电子侧移量y 的最大值为L2,所以当偏转电压超过2U 0,电子就打不到荧光屏上了,所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L =30 cm.课后作业1. 喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v 垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中( ).A .向负极板偏转B .电势能逐渐增大C .运动轨迹是抛物线D .运动轨迹与带电量无关【答案】 C2. 如图,带电粒子由静止开始,经电压为U 1的加速电场加速后,沿垂直电场方向进入电压为U 2的平行板电容器,经偏转落在下板的中间位置。
高二物理上册《带电粒子在匀强电场中的运动》练习题(及答案)

高二物理上册《带电粒子在匀强电场中的运动》练习题(及答案)一.课堂计算题例1.如图所示,有一质量为m,电荷量为e的正粒子。
该电荷从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入匀强电场,由B点飞出。
飞出电场时B点的速度方向与水平方向成45°,已知AO的水平距离为d。
(不计重力)求:(1)从A点到B点用的时间;(2)匀强电场的电场强度大小;(3)AB两点间电势差。
例2.如图所示,有一正粒子,质量为m,电荷量为q。
由静止开始经电势差为U1的电场加速后,进入两块板间距离为d,板间电势差为U2的平行金属板间。
若粒子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场,并且恰能从下板右边缘穿出电场。
(不计重力)求:(1)粒子刚进入偏转电场时的速度v0;(2)粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度;(3)粒子穿出偏转电场时的动能。
例3.如图所示为一真空示波管,电子从灯丝发出(初速度为零),经灯丝与A板间的加速电压加速后,从A板中心孔沿中心线射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子刚进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P 点.已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。
不计重力,求:(1)电子穿过A板时的速度大小;(2)电子在偏转场运动的时间t;(3)P点到O点的距离。
课后练习一、选择题1.如图所示是一个说明示波管工作的原理图,电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量是h,两平行板间距为d,电压为U2,板长为L,为了增加偏转量h,可采取下列哪种方法()多选A.增加U2B.增加U1C.增加dD.增加L第1页2.如图所示是水平旋转的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出。
若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则带电小球()A.将打在下板中央B.仍沿原轨迹由下板边缘飞出C.不发生偏转,沿直线运动D.若上板不动,将下板上移一段距离,小球一定打不到下板的中央3.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到达B板时的速率,下列解释正确的是( )A.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大B.两板间距越小,加速的时间就越长,则获得的速率不变C.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率不变D.两板间距越小,加速的时间越短,则获得的速率越小4.如图所示,在一场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中,有一质量为m、带电量为+q小球,以速率为v0水平抛出。
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9月6日匀强电场中的偏转(一)高考频度:★★★☆☆难易程度:★★★☆☆如图所示,O1O2为带电平行板电容器的中轴线,三个相同的带电粒子沿O1O2射入两板间。
粒子1打到B板的中点,粒子2刚好打在B板边缘,粒子3从两板间飞出,设三个粒子只受电场力作用,则A.三个粒子在电场中运动的时间关系为t1<t2=t3B.三个粒子在电场中运动的时间关系为t1=t2>t3C.三个粒子进入电场的初速度关系为v1=v2=v3D.三个粒子在电场中运动过程的动能变化量关系为ΔE k1>ΔE k2>ΔE k3【参考答案】B【试题解析】三个粒子都在电场中做类平抛运动,沿O1O2方向做匀速直线运动,沿电场方向做匀加速直线运动,则有x=v0t,y=at2,a=,粒子在电场中运动的时间t=,正比于,故可得t1=t2>t3,A错误,B正确;粒子进入电场的初速度v0=,正比于,故可得v1<v2<v3,C错误;动能变化量ΔE k=,正比于y,故可得ΔE k1=ΔE k2>ΔE k3,D错误。
【名师点睛】带电体在匀强电场中的偏转运动一般就是类平抛运动(或类斜抛运动),把重力换成电场力后,满足平抛运动的所有基本规律和导出规律。
由于电场比重力场更易控制,所以在电场中的类平抛运动问题会比一般的平抛运动问题更富于变化。
如通过改变匀强电场的参数,使带电体的射程和偏转距离发生改变;如周期性电场问题,常会把类平抛运动和类平抛运动的逆运动连起来,从运动的对称性角度分析问题。
【知识补给】带电粒子在电场中的偏转1.粒子的偏转角(1)以初速度v0进入偏转电场:如图所示设带电粒子质量为m,带电荷量为q,以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,偏转电压为U1,若粒子飞出电场时偏转角为θ则tan θ=,式中v y=at=·,v x=v0,代入得结论:动能一定时tan θ与q成正比,电荷量一定时tan θ与动能成反比。
(2)经加速电场加速再进入偏转电场若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的,则由动能定理有:,得:。
结论:粒子的偏转角与粒子的q、m无关,仅取决于加速电场和偏转电场。
如图所示,水平放置的平行板电容器充电后断开电源,一带电粒子沿着上板水平射入电场,恰好沿下板边缘飞出,粒子电势能变化量大小为|ΔE1|。
若保持上板不动,将下板上移,小球仍以相同的速度沿着上板水平射入电场,到达下板所在水平线时,粒子电势能变化量大小为|ΔE2|,则下列说法中正确的是A.两板间电压不变B.两板间场强变大C.粒子将打在下板上D.|ΔE1|>|ΔE2|(2018·百校联盟高考名师猜题保温金卷)三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的粒子,从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入,并分别落在正极板的A、B、C三处,O点是下极板的左端点,且OC=2OA,AC=2BC,如图所示,则下列说法正确的是A.三个粒子在电场中运动的时间之比t A:t B:t C=2:3:4B.三个粒子在电场中运动的加速度之比a A:a B:a C=1:3: 4C.三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比E k A:E k B:E k C=36:16:9D.带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为7:20一带电粒子从两平行金属板左侧中央平行于极板飞入匀强电场,且恰能从右侧极板边缘飞出,若粒子初动能增大一倍,要使它仍从右侧边缘飞出,则应A.只将极板长度变为原来的2倍B.只将极板长度变为原来的倍C.只将极板电压增大到原来的2倍D.只将极板电压减为原来的一半(2018·河南省滑县高二期末)如图所示,两块水平放置的平行金属板,板长为2d,相距为d,两板间加有竖直向下的匀强电场,将一质量为m、电荷量为q的带正电小球以大小为的水平速度从靠近上板下表面的P点射入,小球刚好从下板右边缘射出,重力加速度为g。
则该匀强电场的电场强度大小为A.B.C.D.喷墨打印机的简化模型如图所示。
重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中A.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电荷量无关(2018·广东省深圳市菁华中英文实验中学高二期中)如图所示,两块相同的金属板长为L,正对着水平放置,电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度从A(上板边缘)点射入电场,经过一段时间后从B点(下板边缘最右端)射出电场,A、B 间的水平距离为L。
不计重力影响。
求(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间t;(2)A、B问竖直方向的距离y。
【参考答案】CD 电容器充电后断开电源,所带电荷量不变,下板向上移动一段距离,由于E===,可知场强E不变,极板间电压U减小,AB错误;由于场强不变,粒子受力不变,则运动轨迹不变,粒子将打在下板上,C正确;由于电势差变小,电场力做功变小,故电势能变化量变小,D正确。
【名师点睛】三个质量相等的微粒在电场中都做类平抛运动,根据水平位移的大小比较出运动的时间,根据竖直位移相等,比较出粒子在竖直方向上的加速度,从而判断出电荷的电性。
根据动能定理比较三个微粒到达极板时的动能。
BC 对于带电粒子以平行极板的速度从左侧中央飞入匀强电场,恰能从右侧擦极板边缘飞出电场这个过程,假设粒子的带电荷量q,质量为m,初速度为v,极板的长度为L,极板的宽度为d,电场强度为E;由于粒子做类平抛运动,所以水平方向:L=vt,竖直方向;可知,若粒子初动能E k增大一倍,要使它仍从右侧边缘飞出,y不变,则由上式分析可知:应将极板长度变为原来的倍,或将极板电压增大到原来的2倍,故BC正确。
D 当两极板间电场向下时,根据牛顿第二定律,有:qE+mg=ma1,解得:a1=①,运动时间为:t=2d/v0②,d=③,联立①②③得:,当两极板间电场向上时,根据牛顿第二定律,有:mg−qE=ma2,解得:a2=④,运动时间为:t=2 d/v0⑤,d=⑥,联立④⑤⑥得:综上,D正确,ABC错误。
C 由于带负电,故向正极板偏转,A错误;由于带负电墨汁微滴做正功,故电势能减少,B错误;由于电子在电场中做类平抛运动,轨迹为抛物线,故C正确;由侧向位移,可知运动轨迹与带电荷量有关,D错误。
【名师点睛】解答本题需要理解电子做类平抛运动的规律及处理的方法,并得出电势能变化是由电场力做功来确定的。
美文欣赏1、走过春的田野,趟过夏的激流,来到秋天就是安静祥和的世界。
秋天,虽没有玫瑰的芳香,却有秋菊的淡雅,没有繁花似锦,却有硕果累累。
秋天,没有夏日的激情,却有浪漫的温情,没有春的奔放,却有收获的喜悦。
清风落叶舞秋韵,枝头硕果醉秋容。
秋天是甘美的酒,秋天是壮丽的诗,秋天是动人的歌。
2、人的一生就是一个储蓄的过程,在奋斗的时候储存了希望;在耕耘的时候储存了一粒种子;在旅行的时候储存了风景;在微笑的时候储存了快乐。
聪明的人善于储蓄,在漫长而短暂的人生旅途中,学会储蓄每一个闪光的瞬间,然后用它们酿成一杯美好的回忆,在四季的变幻与交替之间,散发浓香,珍藏一生!3、春天来了,我要把心灵放回萦绕柔肠的远方。
让心灵长出北归大雁的翅膀,乘着吹动彩云的熏风,捧着湿润江南的霡霂,唱着荡漾晨舟的渔歌,沾着充盈夜窗的芬芳,回到久别的家乡。
我翻开解冻的泥土,挖出埋藏在这里的梦,让她沐浴灿烂的阳光,期待她慢慢长出枝蔓,结下向往已久的真爱的果实。
4、好好享受生活吧,每个人都是幸福的。
人生山一程,水一程,轻握一份懂得,将牵挂折叠,将幸福尽收,带着明媚,温暖前行,只要心是温润的,再遥远的路也会走的安然,回眸处,愿阳光时时明媚,愿生活处处晴好。
5、漂然月色,时光随风远逝,悄然又到雨季,花,依旧美;心,依旧静。
月的柔情,夜懂;心的清澈,雨懂;你的深情,我懂。
人生没有绝美,曾经习惯漂浮的你我,曾几何时,向往一种平实的安定,风雨共度,淡然在心,凡尘远路,彼此守护着心的旅程。
沧桑不是自然,而是经历;幸福不是状态,而是感受。
6、疏疏篱落,酒意消,惆怅多。
阑珊灯火,映照旧阁。
红粉朱唇,腔板欲与谁歌?画脸粉色,凝眸着世间因果;未央歌舞,轮回着缘起缘落。
舞袖舒广青衣薄,何似院落寂寞。
风起,谁人轻叩我柴扉小门,执我之手,听我戏说?7、经年,未染流殇漠漠清殇。
流年为祭。
琴瑟曲中倦红妆,霓裳舞中残娇靥。
冗长红尘中,一曲浅吟轻诵描绘半世薄凉寂寞,清殇如水。
寂寞琉璃,荒城繁心。
流逝的痕迹深深印骨。
如烟流年中,一抹曼妙娇羞舞尽半世清冷傲然,花祭唯美。
邂逅的情劫,淡淡刻心。
那些碎时光,用来祭奠流年,可好?8、缘分不是擦肩而过,而是彼此拥抱。
你踮起脚尖,彼此的心就会贴得更近。
生活总不完美,总有辛酸的泪,总有失足的悔,总有幽深的怨,总有抱憾的恨。
生活亦很完美,总让我们泪中带笑,悔中顿悟,怨中藏喜,恨中生爱。
9、海浪在沙滩上一层一层地漫涌上来,又一层一层地徐徐退去。
我与你一起在海水中尽情的戏嬉,海浪翻滚,碧海蓝天,一同感受海的胸怀,一同去领略海的温情。
这无边的海,就如同我们俩无尽的爱,重重的将我们包裹。
10、寂寞的严冬里,到处是单调的枯黄色。
四处一片萧瑟,连往日明净的小河也失去了光彩,黯然无神地躲在冰面下恹恹欲睡。
有母女俩,在散发着丝丝暖意的阳光下,母亲在为女儿梳头。
她温和的把头发理顺。
又轻柔的一缕缕编织着麻花辫。
她脸上写满笑意,似乎满心的慈爱永远装不下,溢到嘴边。
流到眼角,纺织进长长的。
麻花辫。
阳光亲吻着长发,像散上了金粉,闪着飘忽的光辉。
女儿乖巧地依偎在母亲怀里,不停地说着什么,不时把母亲逗出会心的微笑,甜美的亲情融化了冬的寒冷,使萧索的冬景旋转出春天的美丽。
11、太阳终于伸出纤纤玉指,将青山的柔纱轻轻褪去。
青山那坚实的肌胸,挺拔的脊梁坦露在人们的面前,沉静而坚毅。
不时有云雾从它的怀中涌起,散开,成为最美丽的语言。
那阳光下显得凝重的松柏,那苍茫中显现出的点点殷红,那散落在群山峰顶神秘的吻痕,却又增添了青山另外的神秘。
12、原野里那郁郁葱葱的植物,叫我们丝毫感受不到秋天的萧索,勃勃生机与活力仍在田间高山涌动。
谷子的叶是墨绿的,长而大的谷穗沉甸甸地压弯了昨日挺拔的脊梁;高粱仍旧那么苗条,满头漂亮的红缨挥洒出秋的风韵;那纵横原野的林带,编织着深绿浅黄的锦绣,抒写出比之春夏更加丰富的生命色彩。
13、终于,心痛,心碎,心成灰。
终于选择,在月光下,被遗忘。
百转千回,早已物是人非;欲说还休,终于咫尺天涯;此去经年,你我终成陌路。
爱你,终是一朵花开至荼糜的悲伤,一只娥飞奔扑火的悲哀。
14、世界这么大,能遇见,不容易。
心若向阳,何惧忧伤。
人只要生活在这个世界上,就有很多烦恼,痛苦或是快乐,取决于你的内心。