10.5带电粒子在电场中的运动-2023-2024学年高二物理同步考点剖析讲义（人教版2019必修第三册）

10.5 带电粒子在电场中的运动 知识点1：带电粒子在电场中的加速 （1）带电粒子的种类 （2）带电粒子的运动情形 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加速（或减速）直线运动。 速度方向与电场方向 带电粒子的电性 运动情形 图示 相同 带正电的粒子 加速 带负电的粒子 减速 相反 带正电的粒子 减速 带负电的粒子 加速 （3）加速问题的两种分析思路 （4）带电粒子在匀强电场中的直线运动问题的分析方法 ①用运动学和动力学的分析方法：a＝，E＝，v2－v02＝2aS.②用能量的分析方法：匀强电场中W＝qEd＝qU＝mv2－mv02，匀强电场和非匀强电场中： W＝qU＝Ek2－Ek1。当带电粒子所受合外力为零，粒子做匀速直线运动；当带电粒子所受合外力不为零，粒子做变速直线运动。 带电粒子在匀强电场中的直线运动 1．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，一带电量为的物块放在光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下由静止开始从O点向右做匀加速直线运动，先经时间t力F做功，此后撤去力F，物块再经时间返回到出发点O，且回到出发点时的速度大小为v。设物块在O点的电势能为零，则（　　） A．撤去力F时物块的速度大小为 B．物块向右滑动的最大距离为 C．物块回到出发点时的动能为 D．撤去力F时物块的电势能为 2．某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将MN连起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图那样在M、N之间加一个电压U，发现当U>12.5V时电流表中就没有电流，则被这种紫外线照射出来的电子，最大速度约为（　　）（已知电子的质量，m=0.91×10-30kg和电子电量e=1.6×10-19C） A．2.1×106m/s B．3.1×106m/s C．2.1×105m/s D．3.1×107m/s 带电粒子在周期性变化电场中的直线运动 3．如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0（0<t0<）时刻由静止释放该粒子，关于该粒子的运动正确的是（　　） A．一开始向左运动，最后打到A板上 B．一开始向右运动，最后打到A板上 C．一开始向左运动，最后打到B板上 D．一开始向右运动，最后打到B板上 4．如图（a），一平行板电容器两板间的距离为d，在左板内侧附近有一带电量为q质量为m的离子,不计重力，为使离子能在两板间往复动而不碰到两板，在两板间加上如图（b）所示的交变电压，则此交变电压的周期最大为（　　） A． B． C． D． 带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 5．如图所示的平行板电容器竖直放置，两极板间的距离为d，极板高度，对该电容器充上一定的电量后，将一带电小球P从非常靠近左极板的上端A处由静止释放，小球沿图中虚线运动打到了右极板的中点，为使小球能够从下方穿过电容器，右极板向右至少移动的距离为（　　） A．d B． C． D． 6．如图所示，在P点固定一个带电量为+Q的点电荷，P点下方有一足够大的金属板与水平面成一定倾角，金属板处于静电平衡状态，且上表面光滑。金属板上表面的A点与P点连线水平。一带电荷量为+q的绝缘小物块（可视为点电荷且q≪Q）从A点由静止释放，在物块下滑的过程中，下列说法错误的是（　　） A．物块的加速度恒定不变 B．物块的动能一直增大 C．物块的机械能保持不变 D．物块的电势能先增大后减小 带电粒子在其它非匀强电场中的运动 7．某空间区域的水平面内存在电场。以O点为坐标原点，取向右为x轴正方向，一个带电粒子仅在电场力作用下从O点沿x轴正方向运动。粒子的动能Ek与位移x的关系如图所示，不计空气阻力，则在此过程中（　　） A．电势先降低后增大 B．电场强度大小先减小后增大 C．粒子电势能先减小后增大 D．粒子加速度方向先向右后向左 8．空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示，其中图像关于E轴对称，x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是（　　） A．x轴上的电场强度方向沿x轴正方向 B．A、B两点的电势相等 C．电子从A点运动到B点的过程中，电子的加速度先增大后减小 D．电子从A点运动到B点的过程中，其所受电场力先做负功再做正功 电场中的能量问题 9．如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，在圆心O处固定一个正点电荷。质量为m的带负电小球，从