2023届高考物理二轮专题冲刺训练：带电粒子在电场中的运动（二）--偏转运动

带电粒子在电场中的运动--偏转运动 一、带电粒子在电场中的偏转 1．带电粒子在电场中的偏转规律 2．处理带电粒子的偏转问题的方法 (1)运动的分解法 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． (2)功能关系 当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解：qUy＝mv2－mv，其中Uy＝y，指初、末位置间的电势差． 3.计算粒子打到屏上的位置离屏中心的距离的方法 (1)y＝y0＋Ltan θ(L为屏到偏转电场的水平距离)； (2)y＝(＋L)tan θ(l为电场宽度)； (3)y＝y0＋vy·； (4)根据三角形相似＝. 二、带电粒子在交变电场中的偏转 1．带电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)的情形． 当粒子垂直于交变电场方向射入时，沿初速度方向的分运动为匀速直线运动，沿电场方向的分运动具有周期性． 2．研究带电粒子在交变电场中的运动，关键是根据电场变化的特点，利用牛顿第二定律正确地判断粒子的运动情况．根据电场的变化情况，分段求解带电粒子运动的末速度、位移等． 3．注重全面分析(分析受力特点和运动规律)：抓住粒子运动时间上的周期性和空间上的对称性，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件． 4．对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，若粒子穿过板间的时间极短，带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动． 三、针对练习 1、如图，喷雾器可以喷出各种质量和电荷量的带负电油滴．假设油滴以相同的水平速度射入接有恒定电压的两水平正对金属板之间，有的沿水平直线①飞出，有的沿曲线②从板边缘飞出，有的沿曲线③运动到板的中点上．不计空气阻力及油滴间的相互作用，则(　　) A．沿直线①运动的所有油滴质量都相等 B．沿直线①运动的所有油滴电荷量都相等 C．沿曲线②、③运动的油滴，运动时间之比为1∶2 D．沿曲线②、③运动的油滴，加速度大小之比为1∶4 2、喷墨打印机的结构原理如图所示，其中墨盒可以发出半径为1×10－5 m的墨汁微粒，此微粒经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后的微粒以一定的初速度进入偏转电场，经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体。无信号输入时，墨汁微粒不带电，沿直线通过偏转电场而注入回流槽流入墨盒。设偏转极板长L1＝1.6 cm，两板间的距离d＝0.50 cm，偏转板的右端到纸的距离L2＝2.4 cm。若一个墨汁微粒的质量为1.6×10－10 kg，所带电荷量为1.25×10－12 C，以20 m/s的初速度垂直进入偏转电场，打到纸上的点距原入射方向的距离是1.0 mm(不计空气阻力和墨汁微粒的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性)(　　) A．墨汁从进入偏转电场到打在纸上，做类平抛运动 B．两偏转板间的电压是2.0×103 V C．两偏转板间的电压是5.0×102 V D．为了使纸上的字体放大10%，可以把偏转电压降低10% 3、（多选）如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，足够大的感光板MN垂直于电场方向固定放置．第一次从小孔O1处由静止释放一个质子，第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子，关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是(　　) A． 质子和α粒子在O2处的速度大小之比为1∶2 B．质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等 C．质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2 D．质子和α粒子打到感光板上的位置相同 4、（多选）如图所示,氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( ) A．经过加速电场的过程中，静电力对氚核做的功最多 B．经过偏转电场的过程中，静电力对三种核做的功一样多 C．三种原子核打在屏上的速度一样大 D．三种原子核都打在屏的同一位置上 5、(多选)如图所示,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先后垂直进入电场(进入顺序未知)分别落在正极板的A、B、C三点，O点是正极板的左端点，且OC=2OA，AC=2BC，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::=2:3:4 B．三个粒子在电场中运动的加速度之比::=1:3:4 C．三个粒子从抛出到落到极板上,动能的变化量之比::=36:16:9 D．两个分别带正、负电荷的粒子的电荷量之比为7:20 6、如图