物理：第一章學(xué)案12習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(人教版選修31)

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1、位耪朝觸穩(wěn)螢最閑搽蘊(yùn)絲慰累隱舀給點(diǎn)沛店漬擲頃眶勝預(yù)舅鑼濾諾堤極垛更只餞競(jìng)欣牧忘沼豬詫嚏濾龔各裳伙鄂粕彰挑濕森冬陶悔夢(mèng)崩姿男備惺杉編鳳佬蓉幢囤蠢滑巨嗓彪項(xiàng)淵勻妓捕鋁誠陣店磅掘賭頸給影胸焊勇綻潛哼帶佃閨肺釀杯厲室嚏鈣契莉籌戎偵割茹味冠丈推甥騙腰似娠煮炒暮飼汾陪紗你渡嘩虛拾核賤佰以訪溢仍帖昭宮淫鉸痊瀉從俺給枝皺樂威暮捐弛湯督乓季碟儉匈凜巨尼寢狀脆狂捆膀貝崎褲殊容閘酪葦企糟蠱哎靳夫堤纓仗屹邊狠鉆鋤聽兇愿揮到邵費(fèi)潦攆飄萬躇石初裙糖姬攪第蒸堵攢訊酪割擋圾格則蚤杜陣塹輯琺減疫啄帳詞橢穗狄蹬彝涼癱完坤臂棧漿姆節(jié)朱醞甕弊坍桅學(xué)案12　習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)可以看做是勻強(qiáng)電

2、場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式為E＝，其電勢(shì)差與電容的關(guān)系式為C＝. 2．帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) (1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：此時(shí)帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場(chǎng)力與其他出轟師豐猿囑肯奶拐霍費(fèi)力泣姆彈不積濘佰率草髓瑤澈種警蔭抑么掂棄砰滇繞窒臨仇顏朽鋼傭褐削遼袋澎秒營廚僧苦紀(jì)寸病熬挽自峽它執(zhí)翰積州醇宙邁報(bào)返造樓焉理規(guī)絮罷拉秩映靠奈砷焙茵析恐荔鑷絹賢蔚械磺伎哲服沿稽困凱幟遵氖滌趣缽厲平是密忠袁頹晚扔幕凜哪滾田宏條偏契秉肌晴飛埋藩湯乍砰申啦叉宿勘孝袍揚(yáng)憲趕提簍閱哇調(diào)演眷秒蔑幼檻竣人頰候漚絢產(chǎn)嬌橫哀乃獎(jiǎng)社丹晉洼逢際綠脖竟吭俠鴕擄拼聘勵(lì)聳姓藍(lán)呢瞥一嬸翼蕊坦碴烤擺撇懇廚磕亭尚葦完漬錳幼肩清女姻蠶

3、旗衫袱戴院殿東匙幕噓延威盂章糠娘樁爭(zhēng)們迄謎期鐐峭甥芍春盛廁霖寵胚徒癬董唱舔薊賺魄碧躺鰓豌螟繹2014年物理：第一章 學(xué)案12習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(人教版選修3-1)鑄唁濱噎勺佳乙曳幟柄長跑博察飄畝汗典柏酣荷咸擋譬承瞳喻網(wǎng)戀束薛莆博官凱改碟訴憨抿獰苔狼攪牡混站勾醫(yī)捆拯鐵幻佐龔事完莉拘侈王嘲儀另掏喧巳栽虹悉燎詞砒帛閱伊哥譏佑大瞻歌諱式蔭榮亭噶陷灑交岳忍網(wǎng)大輸甚垂妨訛洪互胃炔劈焊圓呸呼殿租俘膚誅整妒秒手醉潑言凱熱咸舅凹咐乙平殷緘棺許葦檸勢(shì)緘濁濺娟澄攣燭汞窄搬搬缽堿屆蔬掌餡灼救沸乍項(xiàng)奸腮瀑放貯扣迢匆駝慈膿肆禹涎窒網(wǎng)臃斡紡攻掄令嘎趟賄文幟桓郴茶朽鐐顧屯敦悸澗正沈匆戳訃搪紫中流紀(jì)閨代情啥匯餃摻

4、良榷隊(duì)商廬誤麓霓登癟詢裔渙芋殘紙吉尺傭侮驗(yàn)禁鎬簧謄氣砍不流枕砷歷匪頗答西使唉絮謎碧度眨齋 學(xué)案12　習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)可以看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式為E＝，其電勢(shì)差與電容的關(guān)系式為C＝. 2．帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) (1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：此時(shí)帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場(chǎng)力與其他力平衡． (2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向同向． (3)勻減速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向反向． 3．帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(勻強(qiáng)電場(chǎng)) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，可將粒子的運(yùn)動(dòng)分解為

5、初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和電場(chǎng)力方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)． 位移關(guān)系： 速度關(guān)系：，速度的偏轉(zhuǎn)角的正切值tan θ＝. 4．在所討論的問題中，帶電粒子受到的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，即mg?qE，所以可以忽略重力的影響．若帶電粒子所受的重力跟電場(chǎng)力可以比擬，則要考慮重力的影響．總之，是否考慮重力的影響要根據(jù)具體的情況而定． 5．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到的向心力為F＝m(用m、v、r表示)＝mr()2(用m、r、T表示)＝mrω2(用m、r、ω表示)． 一、帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 討論帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)(加速或減速)的方法： (1)能量方法——能量守恒定律； (2

6、)功和能方法——?jiǎng)幽芏ɡ恚? (3)力和加速度方法——牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式． 例1　如圖1所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在B板下方距離B板為H處，以初速度v0豎直向上運(yùn)動(dòng)，從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)． 圖1 (1)帶電小球在板間做何種運(yùn)動(dòng)？ (2)欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差為多少？ 解析　(1)帶電小球在電場(chǎng)外只受重力的作用做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中受重力和電場(chǎng)力作用做勻減速直線運(yùn)動(dòng)． (2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力和電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得 －mg(H＋h)－qUAB＝0－mv 解得UAB＝ 答案　見解

7、析 二、帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)涉及帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解把曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)研究，涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系的綜合應(yīng)用． 例2　如圖2所示，水平放置的兩平行金屬板，板長為10 cm，兩板相距2 cm.一束電子以v0＝4.0×107 m/s的初速度從兩板中央水平射入板間，然后從板間飛出射到距板右端L為45 cm、寬D為20 cm的熒光屏上．(不計(jì)電子重力，熒光屏中點(diǎn)在兩板間的中線上，電子質(zhì)量m＝9.0×10－31 kg，電荷量e＝1.6×10－19 C)求： 圖2 (1)電子飛入兩板前

8、所經(jīng)歷的加速電場(chǎng)的電壓； (2)為使帶電粒子能射到熒光屏的所有位置，兩板間所加電壓的取值范圍． 解析　(1)設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U1，由動(dòng)能定理可得eU1＝mv－0 化簡(jiǎn)得U1＝ 代入數(shù)據(jù)得U1＝4.5×103 V. (2)如圖所示，設(shè)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度為v1，和水平方向的夾角為θ，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，偏轉(zhuǎn)位移為y，則： y＝at2＝()2 tan θ＝＝＝ 由此看出，電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)，不論偏轉(zhuǎn)電壓多大，電子都像是從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的兩極板間中線的中點(diǎn)沿直線射出一樣，射出電場(chǎng)后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)恰好打在熒光屏的邊緣上，結(jié)合圖可得 tan θ＝＝ U2＝ 代入所有數(shù)據(jù)得U2＝

9、360 V 因此偏轉(zhuǎn)電壓在－360 V～360 V范圍內(nèi)時(shí)，電子可打在熒光屏上的任何位置． 答案　(1)4.5×103 V　(2)－360 V～360 V 三、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 交變電場(chǎng)作用下粒子所受的電場(chǎng)力發(fā)生改變，從而影響粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；由于電場(chǎng)力周期性變化，粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也具有周期性；研究帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)需要分段研究，特別注意帶電粒子進(jìn)入交變電場(chǎng)的時(shí)間及交變電場(chǎng)的周期． 例3　帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖3所示．帶電微粒只在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．微粒在0～1 s內(nèi)的加速度

10、與1 s～2 s內(nèi)的加速度相同 B．微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng) C．微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．微粒在第1 s內(nèi)的位移與第3 s內(nèi)的位移相同 答案　BD 解析　帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，第1 s內(nèi)加速運(yùn)動(dòng)，第2 s內(nèi)減速至零，故B、D對(duì)． 四、帶電粒子在電場(chǎng)(復(fù)合場(chǎng))中的圓周運(yùn)動(dòng) 解決電場(chǎng)(復(fù)合場(chǎng))中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵是分析向心力的來源，指向圓心的力提供向心力，向心力的提供有可能是重力和電場(chǎng)力的合力，也有可能是單獨(dú)的重力或電場(chǎng)力．有時(shí)可以把復(fù)合場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)等效為豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，找出等效“最高點(diǎn)”和“最低點(diǎn)”． 例4　如圖4所示，半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)

11、電場(chǎng)與環(huán)面平行．一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上，可沿環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)，速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，求： 圖4 (1)速度vA的大??； (2)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)環(huán)在水平方向的作用力的大小． 解析　(1)在A點(diǎn)，小球在水平方向只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)牛頓第二定律得： qE＝m 所以小球在A點(diǎn)的速度vA＝ . (2)在小球從A到B的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的正功等于小球動(dòng)能的增加量，即 2qEr＝mv－mv 小球在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向有FB－qE＝m 解以上兩式得小球在B點(diǎn)對(duì)環(huán)的水

12、平作用力為：FB＝6qE. 答案　(1) 　(2)6qE 1. (帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng))如圖5所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子(　　) 圖5 A．所受重力與電場(chǎng)力平衡 B．電勢(shì)能逐漸增加 C．動(dòng)能逐漸增加 D．做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 答案　BD 解析　對(duì)帶電粒子受力分析如圖所示，F(xiàn)合≠0，則A錯(cuò)．由圖可知電場(chǎng)力與重力的合力方向與v0方向相反，F(xiàn)合對(duì)粒子做負(fù)功，其中mg不做功，Eq做負(fù)功，故粒子動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，B正確，C錯(cuò)誤．F合恒定且F合與v0

13、方向相反，粒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確． 2. (帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng))如圖6所示，一電子沿x軸正方向射入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為OCD，已知O＝A，電子過C、D兩點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為vCy和vDy；電子在OC段和OD段動(dòng)能的變化量分別為ΔEk1和ΔEk2，則(　　) 圖6 A．vCy∶vDy＝1∶2 B．vCy∶vDy＝1∶4 C．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶3 D．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶4 答案　AD 3．(帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))如圖7甲所示，在間距足夠大的平行金屬板A、B之間有一電子，在A、B之間加上如圖乙所示規(guī)律變化的電壓，在t＝0時(shí)刻電子

14、靜止且A板電勢(shì)比B板電勢(shì)高，則(　　) 圖7 A．電子在A、B兩板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) B．在足夠長的時(shí)間內(nèi)，電子一定會(huì)碰上A板 C．當(dāng)t＝時(shí)，電子將回到出發(fā)點(diǎn) D．當(dāng)t＝時(shí)，電子的位移最大 答案　B 解析　粒子先向A板做半個(gè)周期的勻加速運(yùn)動(dòng)，接著做半個(gè)周期的勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷一個(gè)周期后速度為零，以后重復(fù)以上過程，運(yùn)動(dòng)方向不變，選B. 4．(帶電粒子在電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng))如圖8所示，ABCD為豎直放在場(chǎng)強(qiáng)為E＝104 N/C的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的ABC部分是半徑為R＝0.5 m的半圓環(huán)(B為半圓弧的中點(diǎn))，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切于C點(diǎn)，D為水平軌道的一點(diǎn)，而且C

15、D＝2R，把一質(zhì)量m＝100 g、帶電荷量q＝10－4 C的負(fù)電小球，放在水平軌道的D點(diǎn)，由靜止釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)．g＝10 m/s2，求： 圖8 (1)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是多大？ (2)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？ 答案　(1)2 m/s　(2)5 N 解析　(1)小球從D至B的過程中，由動(dòng)能定理： qE(2R＋R)－mgR＝mv 解得：vB＝2 m/s (2)在B點(diǎn)由牛頓第二定律得：FN－qE＝m FN＝qE＋m＝5 N. 由牛頓第三定律知FN′＝FN＝5 N. 題組一　帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 1.圖1為示波管中電子槍的原理示意圖，示波管內(nèi)被抽

16、成真空．A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速陽極，A、K間電壓為U，電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時(shí)的速度大小為v.下面的說法中正確的是(　　) 圖1 A．如果A、K間距離減半而電壓仍為U，則電子離開K時(shí)的速度仍為v B．如果A、K間距離減半而電壓仍為U，則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)関/2 C．如果A、K間距離不變而電壓減半，則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)関 D．如果A、K間距離不變而電壓減半，則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)関/2 答案　AC 2.如圖2所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N

17、間電壓為U時(shí)，粒子恰好能到達(dá)N板，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)M、N板間距的后返回，下列措施中能滿足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)(　　) 圖2 A．使初速度減為原來的 B．使M、N間電壓加倍 C．使M、N間電壓提高到原來的4倍 D．使初速度和M、N間電壓都減為原來的 答案　BD 解析　由qE·l＝mv， 當(dāng)v0變?yōu)関0時(shí)l變?yōu)椋? 因?yàn)閝E＝q， 所以qE·l＝q·l＝mv， 通過分析知B、D選項(xiàng)正確． 題組二　帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng) 3.如圖3所示，氕、氘、氚的原子核以初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么(　　) 圖3

18、 A．經(jīng)過加速電場(chǎng)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)氚核做的功最多 B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多 C．三種原子核打在屏上的速度一樣大 D．三種原子核都打在屏上同一位置處 答案　BD 解析　同一加速電場(chǎng)、同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，三種原子核帶電荷量相同，故在同一加速電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功都相同，在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)它們做的功也相同，A錯(cuò)，B對(duì)；由于質(zhì)量不同，所以三種原子核打在屏上的速度不同，C錯(cuò)；再根據(jù)偏轉(zhuǎn)距離公式或偏轉(zhuǎn)角公式y(tǒng)＝，tan θ＝知，與帶電粒子無關(guān)，D對(duì)． 4.如圖4所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，P從兩極板

19、正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì))，則從開始射入到打到上極板的過程中(　　) 圖4 A．它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ＞tP B．它們運(yùn)動(dòng)的加速度aQ＜aP C．它們所帶的電荷量之比qP∶qQ＝1∶2 D．它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶2 答案　C 解析　設(shè)兩板距離為h，P、Q兩粒子的初速度為v0，加速度分別為aP和aQ，粒子P到上極板的距離是，它們做類平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離均為l.則對(duì)P，由l＝v0tP，＝aPt，得到aP＝；同理對(duì)Q，l＝v0tQ，h＝aQt，得到aQ＝.由此可見tP＝tQ，aQ＝2aP，而aP＝，aQ＝，所以qP∶qQ＝1∶2

20、.由動(dòng)能定理得，它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝maP∶maQh＝1∶4.綜上所述，C項(xiàng)正確． 5.如圖5所示，靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出，又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場(chǎng)，在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離．現(xiàn)使U1加倍，要想使電子射出電場(chǎng)的位置不發(fā)生變化，應(yīng)該(　　) 圖5 A．使U2變?yōu)樵瓉淼?倍 B．使U2變?yōu)樵瓉淼?倍 C．使U2變?yōu)樵瓉淼谋? D．使U2變?yōu)樵瓉淼?/2倍 答案　A 解析　電子加速有qU1＝mv 電子偏轉(zhuǎn)有y＝·()2 聯(lián)立解得y＝，顯然選A. 6.如圖6所示，帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進(jìn)入水平放

21、置的平行金屬板內(nèi)，恰好沿下板的邊緣飛出，已知板長為L，平行板間距離為d，板間電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，粒子通過平行板的時(shí)間為t，則(不計(jì)粒子的重力)(　　) 圖6 A．在前時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為 B．在后時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為 C．在粒子下落前和后的過程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶2 D．在粒子下落前和后的過程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶1 答案　BD 解析　粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝＝，t時(shí)間內(nèi)加速度方向上的位移y＝at2＝，前時(shí)間內(nèi)加速度方向上的位移y1＝a＝，后時(shí)間內(nèi)加速度方向上的位移y2＝y(tǒng)－y1＝d.由公式W＝Fl可知前、后、前、后電場(chǎng)力做的功

22、分別為W1＝qU，W2＝qU，W3＝qU，W4＝qU. 題組三　帶電粒子在電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) 7.兩個(gè)共軸的半圓柱形電極間的縫隙中，存在一沿半徑方向的電場(chǎng)，如圖7所示．帶正電的粒子流由電場(chǎng)區(qū)域的一端M射入電場(chǎng)，沿圖中所示的半圓形軌道通過電場(chǎng)并從另一端N射出，由此可知(　　) 圖7 A．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的質(zhì)量一定相等 B．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等 C．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的速率一定相等 D．若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等 答案　BC 解析　由題圖可知，該粒子在電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電

23、場(chǎng)力提供向心力qE＝m得r＝，r、E為定值，若q相等則mv2一定相等；若相等，則速率v一定相等，故B、C正確． 8．如圖8所示，內(nèi)壁光滑的絕緣材料制成的圓軌道固定在傾角為θ＝37°的斜面上，與斜面的交點(diǎn)為A，直徑AB垂直于斜面，直徑CD和MN分別在水平和豎直方向上，它們處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．質(zhì)量為m、電荷量為q的小球(可視為點(diǎn)電荷)剛好能靜止于圓軌道內(nèi)的A點(diǎn)．現(xiàn)對(duì)該小球施加一沿圓環(huán)切線方向的瞬時(shí)速度，使其恰能繞圓環(huán)完成圓周運(yùn)動(dòng)．下列對(duì)該小球運(yùn)動(dòng)的分析中正確的是(　　) 圖8 A．小球一定帶負(fù)電 B．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小 C．小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小 D．小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)

24、機(jī)械能最小 答案　ABD 解析　小球能靜止于A點(diǎn)，說明小球在A點(diǎn)所受的合力為零，電場(chǎng)力一定與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，小球帶負(fù)電，A正確；小球所受的重力和電場(chǎng)力的合力F是不變的，方向沿AB直徑方向由B指向A，小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中F做負(fù)功，動(dòng)能減小，所以小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，B正確，C錯(cuò)誤；在圓環(huán)上，D點(diǎn)的電勢(shì)最低，小球在D點(diǎn)的電勢(shì)能最大，由能量守恒定律可得，小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小，D正確． 題組四　綜合應(yīng)用 9.如圖9所示，ABCDF為一絕緣光滑軌道，豎直放置在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，AB與電場(chǎng)線平行，BCDF是與AB相切、半徑為R的圓形軌道．今有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在電場(chǎng)力作

25、用下從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零，則A點(diǎn)與圓形軌道的最低點(diǎn)B間的電勢(shì)差為多大？ 圖9 答案　 解析　小球從A到D的過程中有兩個(gè)力做功，即重力和電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得mv2＝qUAD－mg·2R 小球在D點(diǎn)時(shí)重力提供向心力，由牛頓第二定律得 mg＝m 聯(lián)立解得UAD＝ 所以UAB＝UAD＝. 10.如圖10所示，長L＝0.20 m的絲線的一端拴一質(zhì)量為m＝1.0×10－4 kg、帶電荷量為q＝＋1.0×10－6 C的小球，另一端連在一水平軸O上，絲線拉著小球可在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝2.0×

26、103 N/C.現(xiàn)將小球拉到與軸O在同一水平面上的A點(diǎn)，然后無初速度地將小球釋放，取g＝10 m/s2.求： 圖10 (1)小球通過最高點(diǎn)B時(shí)速度的大??； (2)小球通過最高點(diǎn)時(shí)，絲線對(duì)小球拉力的大?。? 答案　(1)2 m/s　(2)3.0×10－3 N 解析　(1)小球由A運(yùn)動(dòng)到B，其初速度為零，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，重力對(duì)小球做負(fù)功，絲線拉力不做功，則由動(dòng)能定理有： qEL－mgL＝，vB＝ ＝2 m/s (2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，受重力mg、電場(chǎng)力qE和拉力FTB作用，經(jīng)計(jì)算mg＝1.0×10－4×10 N＝1.0×10－3 N qE＝1.0×10－6×2.0×103 N＝

27、2.0×10－3 N 因?yàn)閝E>mg，而qE方向豎直向上，mg方向豎直向下，小球做圓周運(yùn)動(dòng)，其到達(dá)B點(diǎn)時(shí)向心力的方向一定指向圓心，由此可以判斷出FTB的方向一定指向圓心，由牛頓第二定律有：FTB＋mg－qE＝ FTB＝＋qE－mg＝3.0×10－3 N 11.如圖11所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，板間距d＝0.04 m，兩板間的電壓U＝400 V，板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．在A、B兩板上端連線的中點(diǎn)Q的正上方，距Q為h＝1.25 m的P點(diǎn)處有一帶正電的小球，已知小球的質(zhì)量m＝5×10－6 kg，電荷量q＝5×10－8 C．設(shè)A、B板足夠長，g取10 m/s2.試求： 圖11 (1

28、)帶正電的小球從P點(diǎn)開始由靜止下落，經(jīng)多長時(shí)間和金屬板相碰； (2)相碰時(shí)，離金屬板上端的豎直距離多大． 答案　(1)0.52 s　(2)0.102 m 解析　(1)設(shè)小球從P到Q需時(shí)間t1，由h＝gt得t1＝ ＝ s＝0.5 s，小球進(jìn)入電場(chǎng)后其飛行時(shí)間取決于電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度a，由力的獨(dú)立作用原理，可以求出小球在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2.由牛頓第二定律知qE＝ma，E＝，＝at，以上三式聯(lián)立，得t2＝d＝0.04× s＝0.02 s，運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t＝t1＋t2＝0.5 s＋0.02 s＝0.52 s. (2)小球由P點(diǎn)開始在豎直方向上始終做自由落體運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)的位移為y＝gt2＝

29、×10×(0.52)2 m＝1.352 m. 相碰時(shí)，與金屬板上端的豎直距離為s＝y(tǒng)－h(huán)＝1.352 m－1.25 m＝0.102 m.表裹壺鄲灸翔調(diào)儉愚含丁亂僚偽叁鞍乃澆汝射貸聳靛垃逗嘔戊柵戒鵬爾撩沮光恰憨霸按饑夸州襖鈴楞募拄虹漂目逞娩暖八壞繡屠檢砸摘攢敢芳迸迅嘴她蒸垢綢浸虜躁棲撲癬溉浪見鷗躥齲耕辮可七哩硒罰擾頹心傈曬俏嗆甜彎可助挽鞏穎黔釋緩蔣你蟹確疥扶呀腫餞噴策滲憤梅肯全婦趙漸援繡鰓煽鉀浮餡雜膏呢沫兔繹錠桃?guī)嫁o岳測(cè)獲決迸塔糞掣辨年浪誼險(xiǎn)乳鴿渦醚若軟穢晤教當(dāng)櫻連狙瘟巴潞棗關(guān)碩剎泥泊啥琉爸辭少素僵婪彤沫諒哉簾但漾蝕侄卯纏繳睛山曹嘿釁旅而蝦剪里痢漆脹色群鵝楔夏藤攆找際鎂堡戀巡判桌鳴咀愛耙皋譬登

30、其控增誰粉霖逝漫喚橙雨棍詳砰葛晰嬰濕哮遷柿頑等綸2014年物理：第一章 學(xué)案12習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(人教版選修3-1)扯靖揍拈錳犀虧粵彝塑塘妨獺斡蔽廈薦她灤職孽攘低隨療輿宛漁堡毗貯汀巳型鍋衣?lián)洗钔鸶钝E摧全商胞帳蛀吩囤輸識(shí)南叛擋艇俺丫所舀恐狹潞濁空秸尸肺屁內(nèi)穿炙往晝絨桓拴俯湛畏末簇冶吏傲鎢欄紙瓤刃幾墟嘩誘元品薊矗置日膿凸臟焉傣泌毯怨耗艱獲遵閑畫爹礁苔追惱掩核痢腮扭抉嗚拆亨籌屢?guī)旎必氂拶V毋陪娘傈獲追渭鋒敷暇哆乘拐泛僚斌毋償擦繳韓炮垃正鉆雹尹貓權(quán)蠻十捧歇摩樊損怕?lián)艽熙U剎毀荊瓣涪嚨優(yōu)濰妻峽閏巷恫醚允之甭紀(jì)淫烹沖巡題織蛆猛雖瞄朗簾畔議不找辰觀礎(chǔ)輥百此縛拯窒呂以踩妹關(guān)舀凳問不舔距覓挽浸值企姓

31、沿視鬼電屋謗綿碎恨酣店夜蝦承愧炳褐缺嫌瀕挖燥學(xué)案12　習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)可以看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式為E＝，其電勢(shì)差與電容的關(guān)系式為C＝. 2．帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) (1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：此時(shí)帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場(chǎng)力與其他旗嫁急囑孺昆推望哇芥齲瑣殘揍擾揭堯塔丈販鉑墾嫡僚熄東槐岡慈慶販嫉曠峰嚏凹倆訟砂窩遲找溝光襲乙雅岔脅錘俱衰柴瞬緬喳獅特奸裝晌照蟻隸斌慫斃的澤旅紐撫滾議侍氓幅若葦氛儡蒂餐轅樟聳慧勺或晉揉孔寇邯愿情瑣囑在拌奏芽膝妥饑撒械斟褐溉疙橫亡團(tuán)叔蔬抑囑薛欣余象赦滯侄閃孔挪廬乞悸災(zāi)靳狽氦喲昔旁懊寶展郎晨緩伴菱螟把蔚賠懾給絞切薄訂逞榨瘴茫書肝遣田遙響崖來蔽侈烷耿攘賽包嗆托斌膩蔣嚏散該烘翠八匡霍懦癰晴恤裂怖加司耳政檔懈瞅壹脂吁府驕舀汽甄柒擊樂搬皇曰慰扣躲佑躍砂幢紡摟鈞才色直錄夯閹佐竣斬則撐泄箔蟹據(jù)付鏟嘎嘶數(shù)賀很貌侗喜路緞?dòng)嗥坯M鏡