2026届高考物理一轮复习讲义：第四十六讲 带电粒子（不计重力）在电场中的运动

第四十六讲   带电粒子（不计重力）在电场中的运动

 

1．带电粒子在电场中加速

若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量．

（1）在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv或F＝qE＝q＝ma．

（2）在非匀强电场中：W＝qU＝mv2－mv．

2．带电粒子在电场中的偏转

（1）条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场．

（2）运动性质：匀变速曲线运动．

（3）处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动．

（4）运动规律：

①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间

[来源:学科网ZXXK]

②沿电场力方向，做匀加速直线运动

 

一、单项选择题

1．质子（）、α粒子（）、一价的锂离子（）三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，获得动能最大的粒子是（　　）

A．质子（）   B．α粒子（）   C．锂离子（）   D．一样大

2．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子的加速长度为x，质量为m，电荷量大小为e，质子由静止被加速到v，则加速匀强电场的电场强度大小为（　　）

A．      B．

C．     D．

3．如图所示，质子和α粒子以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子重力不计），则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y和时间t之比分别为（　　）

A．y1∶y2=1∶1

B．y1∶y2=2∶1

C．t1∶t2=1∶1

D．t1∶t2=1∶2

4．如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）（   ）

A．减小加速电压U0

B．减小偏转电压U

C．增大偏转极板间距离d

D．减小偏转电场的板长L

5．某电场的电场线如图所示，、是电场中的两点，以为坐标原点，、点所在直线为轴且以水平向右为轴正方向。带正电的粒子从点以水平向右的初速度开始运动，粒子仅受电场力。该粒子的动能与粒子所在位置的关系图像可能正确的是（  ）

A．  B．  C．  D．

6．如图所示，质量为、带电量为的粒子（不计重力）从点进入辐射状的电场，做半径为的匀速圆周运动，圆弧轨迹处的电场强度的大小为，经过半个圆周从点射出辐射状的电场，则（　　）

A．粒子在点的动能为

B．粒子在点的动能大于点的动能

C．粒子从到的运动时间为

D．粒子从到的运动时间为

7．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在方向水平向右的匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°，经过时间t运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A．粒子在垂直电场方向上做匀减速运动

B．粒子在B点的速度大小为

C．A、B两点间的电势差为

D．该匀强电场的电场强度大小为

8．如图甲为喷墨打印机的结构简化图。当计算机有信号输入时，墨盒喷出细小的墨滴，经过带电室后带上负电，其电荷量由输入信号控制。墨滴进入平行金属板，最后打到纸上，显示出打印内容。当计算机无信号输入时，墨滴不带电，径直通过板间后注入回流槽流回墨盒中。已知两板间的电压为，距离为，板长为。墨滴的质量为，电荷量为，以水平初速度进入平行金属板，假设平行金属板之间为匀强电场，全程仅考虑墨滴受到的电场力。下列说法正确的是（　　）

A．墨滴穿过电场的过程中受到的电场力大小为

B．墨滴穿出电场的过程中所用的时间为

C．墨滴穿过电场的过程中竖直方向的位移大小为

D．某同学打印的照片如图乙所示，若仅将两板间的电压增大50%，则最终打印稿上出现的照片图样是丙，仅纵向扩大

9．某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域OMPQ内