专题11　带电粒子在电场中的运动-【大题小卷】冲刺2022年高考物理大题限时集训（原卷版）

3.0 envi 2025-03-17 16 4 632.24KB 9 页 3知币
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专题 11　带电粒子在电场中的运动
【例题】如图甲所示，电子枪的金属丝 K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经 M、N两金属板之间
的电场加速后，沿 A、B两水平金属极板间的中心线 OP 射入极板间的偏转电场， 。A、B两板间
的距离为 d，两板间的电势差 uAB 随时间 t的变化图像如图乙所示，图中 U1已知，uAB 的变化的周期为
3t0。两板间的电场视为匀强电场， 时刻射入 A、B两极板间的电子在偏转电场中经 4t0后从极板右侧射
出。已知电子的质量为 m、电荷量为-e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作
用力。
（1）求 A、B金属板的长度 L；
（2）求 时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线 OP 在竖直方向的位移偏移量 y；
（3）仅上下调整 A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿 OP 方向射入偏转电场，要使从极板右侧射
出的电子速度均水平，求 A、B两板间的最小距离 d1。
思维导图
1．带电粒子在电场中运动时重力的处理
基本粒子 如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗
示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）
带电体 如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗
示以外，一般都不能忽略重力
2.带电粒子在电场中的运动特点及分析方法
常见运动 受力特点 分析方法
静止或匀速直
线运动 合外力 F合＝0共点力平衡
变速直线运动
合外力 F合
≠0，且与初速
度方向在同一条
直线上
1.匀强电场中：
（1）用动力学观点分析
a＝，E＝，v2－v0
2＝2ad
（2）用功能观点分析
W＝qEd＝qU＝mv2－mv0
2
2．非匀强电场中：
W＝qU＝Ek2－Ek1
带电粒子在匀
强电场中的偏
转运动（类平
抛）
进 入 电 场 时
v0⊥E
运动的分解
偏转角：tan θ＝＝＝＝
侧移距离：y0＝＝
y＝y0＋Ltan θ＝（＋L）tan θ
【变式训练】如图所示，空间分为Ⅰ、Ⅱ两个足够长的区域，各边界（图中虚线）均水平
Ⅰ区域存在电场强度为 E1＝1.0×104 V/m 的匀强电场，方向竖直向上；Ⅱ区域存在电场强度为 E2＝×105
V/m 的匀强电场，方向水平向右，两个区域宽度分别为 d1＝5.0 m，d2＝4.0 m．一质量 m＝1.0×10-8 kg、带
电荷量 的粒子从 D点由静止释放，粒子重力忽略不计．求
（1）粒子离开区域Ⅰ时的速度大小；
（2）粒子离开区域 II 时发生的偏移量 x的大小；
（3）粒子出区域Ⅱ后加另一个匀强电场，使粒子在此电场作用下经 1.0 s 速度变为零，此电场的电场强度
E3的大小和方向。
1．在一个水平面上，建立 x轴，在过原点 O垂直于 x轴的平面右侧空间有一匀强电场，场强 E＝
6×105N/C，方向与 x轴正方向相同，在 O处放一个带电荷量 q＝－5×10－8C、质量 m＝10 g 的绝缘物块，物
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