高二物理专题讲座静电场

高二物理专题讲座静电场tvL0221atymdqUmqEmFadUULvLdmUqy0220421）（不计重力，且初速度v0⊥E，则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：粒子在垂直于电场方向的加速度：由①②③得侧移：③①②④一、带电粒子在电场中的偏转：1、侧向偏移：沿电场方向匀速运动所以有：θvtULv0m,qyθv0vyd0vLmdqUatvydUULdmvqULvvtany0202tanLy2电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度：故电子离开电场时的偏转角θ为：注意到说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。⑤⑥2、偏转角：3、对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子①若以相同的速度射入，则y∝q/m②若以相同的动能射入，则y∝q③若经相同电压U0加速后射入，则2021)vL(mdqUyy与q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。dUULvLdmUqy0220421）（4、穿越电场过程的动能增量：ΔEk=Eqy（注意，一般来说不等于qU）014.山东泰安市07年第一轮质量检测41．竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（）A．两电荷在电场中运动的时间相等B．两电荷在电场中运动的加速度相等C．两电荷的比荷可能相等D．离开电场时，M的速度大于N的速度ADABMN004.南京师大物理之友电学综合(二)2、2.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两板正中央射入，Q从下极板边缘入射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中（）A、它们的运动时间tQ＞tPB、它们所带电量之比qP：qQ=1:2C、它们的动能增量之比D、它们的电势能减少量之比PQBD032.上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测163、在真空中带电粒子P1和P2先后以相同的速度从O点射入两平行板间的匀强电场（如图）它们的初速垂直于电场强度方向，偏转之后分别打在下面金属板的B、C两点，已知，A点在O的正下方,且P1的带电量是P2的3倍，与粒子受到的电场力相比，其重力可略去不计，则P1和P2在空中飞行的时间之比t1:t2＝_______，质量之比m1:m2＝_______。ABBCv0ACBO解：212121ssttsvst222221qtthqEmtmqEh432212121)tt(qqmm1:23:4043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试64．如图所示，两种不同的正离子(不计重力)垂直射人偏转电场，从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角θ(偏转电压U保持不变)，则两种离子进入偏转电场前只要满足()A．速度相同B．动能相同C．比荷和速度都相同D．由静止经同一加速电场加速Lv0dyθCD解见下页……解：偏转距离y为dUULvLmdqUaty022242121偏转角θ为dUULdmvUqLvvtany022从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角θ,只要两种离子进入偏转电场前的比荷和速度都相同，或由静止经同一加速电场加速，即C、D正确025.上海市黄浦区08年1月期终测评卷225．一带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成300角。已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用。求此匀强电场的场强大小。dEPQθ03vvy230vvytvy230tvd0230dy0yUEdUdUE33232解：设带电粒子在P点时的速度为v0,在Q点建立直角坐标系,垂直于电场线为x轴,平行于电场线为y轴,由平抛运动的规律和几何知识求得粒子在y轴方向的分速度为粒子在y方向上的平均速度为粒子在y方向上的位移为y0,粒子在电场中的运动时间为t得得：044.盐城市2008届六所名校联考试题66.一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v垂直电场线方向飞入两块平行金属板间，飞出时动能为3Ek．如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，不计重力，那么该粒子飞出时动能为（）A．4EkB.4.5EkC.6EkD.9.5EkB解见下页解：以速度v垂直电场线方向飞入，Lv0dy1202112121)vL(aatykkkEEEEqyW2311以速度2v垂直电场线方向飞入L2v0dy21202124122121y)vL(aatykE.EqyW5022kkEEW42kkE.E54006.江苏南通08届第一次调研测试157．如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b．在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出．(2)求两板间所加偏转电压U的范围(3)求粒子可能到达屏上区域的长度(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；YY'v0AdbL（1）设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x，则有解：LbYY'v0AOv0vyθθxy221aty①tvL0②atvyxyvvtany0联立可得2Lx即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心（2）mEqa③dUE④由①②③④式解得2022dmvqULy2dy当时，2202qLvmdU则两板间所加电压的范围22022202qLvmdUqLvmd（3）当时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大（设为y0），则2dyv0AOθθxy0d/2YY'Lbtan)bL(y20而Ldtan解得L)bL(dy220则粒子可能到达屏上区域的长度为L)bL(d2040.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试158．现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器，它的核心部件是示波管，其工作原理如图所示，电量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为d，板长为L，整个装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行板区.（1）偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法；（2）求电子离开偏转电场时的动能大小.U1U2θ解:（1）在加速电场中20121mveU①在偏转电场中，运动时间为tL=vt②dmteUy222③由上三式，得灵敏度dULdmveLUy12202242提高示波管的灵敏度方法：增大L、减小U1、减小d（2）方法一：由动能定理，得021kEydeUeU⑤将②③式代入⑤，得2122214dULeUeUEk⑥方法二：出电场时的水平速度vx=v0竖直速度02mdvLqUatvy出电场时动能大小212221220421dULeUeU)vv(mEyk031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测109、将一带正电荷的在电场中由静止释放，若小球仅受电场力作用，则它在电场中运动的过程中()A、始终沿电场线由高电势处向低电势处运动；B、加速度始终沿电场线的切线方向；C、电势能不断减小，动能不断增大；D、无论电势能与动能怎样变化,两者之和始终不变。BD039.08年深圳市第一次调研考试710．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法正确的是()A．粒子带负电B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC．粒子在A点的动能比在B点多0.5JD．粒子在A点的机械能比在B点少1.5JvABECD045.南京市金陵中学07—08学年一轮复习检测（一）711．如图所示为某电场中的一条电场线，一带电q、质量为m的粒子仅在电场力的作用下，以初速度v沿ab方向从a点运动到b点，到达b点时速度为2v。已知ab间距离为l，则关于电场和粒子运动下列说法正确的是（）A．电场中ab两点间电势差为3mv2/2qB．粒子在ab两点的加速度可能相等C．粒子在ab两点间运动时速度可能是先减少后增加D．粒子在ab两点间运动时电势能一直是减少的ab点拨：电场不一定是匀强电场,但电荷受力方向不会改变，电场线方向一定是电势降低方向。ABD046.南京市2008届第一次模拟考试712．一带电粒子射入点电荷+Q的电场中，仅在电场力作用下，运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是()A．运动粒子可能带正电B．运动粒子一定是从A运动到BC．粒子在A、B间运动过程中加速度先变大后变小D．粒子在A、B间运动过程中电势能先变小后变大AB+QCD057.广东省汕头市2008年模拟考试813．图中MN是由一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子+q飞入电场后，只受电场力的作用下沿一条曲线（图中虚线）运动，a、b是该曲线上的两点，则()A．a点的电场强度Ea小于b点的电场强度EbB．a点的电势Ua低于b点的电势UbC．粒子在a点的动能Eka小于在b点的动能EkbD．粒子在a点的电势能Epa低于在b点的电势能EpbabNMACgk011.2008年高考物理海南卷414、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为()abbavv22ababvv22)(vvabba222)(vvabab222A．B．C．D．解：由电势差公式以及动能定理：222121abbaabmvmv)(qqUW)(vvmqabba222C可得比荷为054.08年北京市海淀区一模试卷2015.如图所示，AB、CD是一个圆的两条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面。在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点先后以相同的速率v沿不同方向射向圆形区域，粒子将经过圆周上的不同点，其中经过C点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力，则下列判断中正确的是（）A．电场强度方向由A指向BB．电场强度方向由D指向CC．粒子到达B点时动能最大D．粒子到达D点时电势能最小ABCDD解见下页ABCD解:粒子经过C点时的动能最小，则克服电场力做功最多。过C点作圆的切线(与CD垂直)即为等势线,OE匀强电场强度方向由C指向D，粒子到达D点时，电场力做正功最多，动能最大，电势能最小。所以正确选项为D063.上海市南汇区08年第二次模拟考试2216．(12分)如图所示，A、B两平行金属板间加一周期为T的交变电压，两板间距为d，t＝0时B板电势较高，现有一电子在t＝0时刻从A板上的小孔进入两板间的电场内，设电子的初速度和重力都可忽略，已知电子的质量为m，电量为e。问：（1）为使电子到达B板时速度为零，T应满足什么条件？（2）为使电子到达B板时速度最大，T应满足什么条件？AB0-U0UABU0tT/22TT解：（1）由于电子初速度为0，进入电场后,在0～T/2时间内做初速度为0的匀加速运动，在T/2～T时间内做匀减速运动，到T时刻速度减小到0，以后重复这样的运动。可见，达到B板时速度为0，电子运动时间一定是周期的整数倍在一个周期内的位移为22212)T(as电子的加速度大小为mdeUmeEa由以上分析可知，d＝ns（n＝1,2,3……）解上述方程得：neUnemUdT2（n＝1