高考物理知识点《电荷在电场中的偏转》高频试题预测（2020年最新版） - 高考物理题库

高考物理知识点《电荷在电场中的偏转》高频试题预测（2020年最新版）(四)

2020-08-09 22:24:01 【大中小】

1、选择题带电粒子（不计重力）以水平初速度v0垂直于电场方向进入水平放置的平行金属板形成的匀强电场中，它离开电场时的速度偏离原来方向的偏向角为θ，竖直偏移的距离为h，则下列说法正确的是
A．粒子在电场中做类似平抛的运动
B．偏向角θ与粒子的电荷量和质量无关
C．粒子飞过电场的时间取决于极板长度和粒子进入电场时的初速度
D．粒子竖直偏移的距离h可用夹在两极板间的电压来控制

参考答案：ACD

本题解析：考查带电粒子在匀强电场中的偏转。设金属棒长度为L，板间距为d，粒子在电场只受到竖直向下的电场力作用，类似重力一样，故粒子做类似平抛运动，A对；粒子飞过电场的时间可通过水平方向匀速运动规律：L＝v0t，故C对；由tanθ＝＝＝，可知B错；竖直偏移距离为h＝at2＝××，则D对；

本题难度：一般

2、计算题如图所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E，在A（1，0）点有一个质量为m，电荷量为q的粒子，以沿y轴负方向的初速度v0开始运动，经过一段时间到达B （0，一1）点，（不计重力作用）。求：
（1）粒子的初速度v0的大小；
（2）当粒子到达B点时，电场力对粒子做功的瞬时功率。

参考答案：解：（1）粒子在y方向不受力，做匀速直线运动；在x方向由于受恒定的电场力，做匀加速直线运动，所以粒子做的是类平抛运动，设粒子的初速度为v0，则：
在y方向上有y=v0t
在x方向上有：
又
可得：
（2）设粒子到达B点时的速度为v
则电场力做功的瞬时功率为：P=qEvx
由运动学公式可得
所以

本题解析：

本题难度：困难

3、计算题如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，极板长L="0.1" m，两板间距离d="0.4" cm，有一束由相同粒子组成的带正电粒子流，以某一初速度v0从两板中央平行于极板射入，由于重力的作用，粒子恰能落到下板中点O处.已知粒子质量为m=2×10-6 kg，电荷量q=1×10-8 C，电容器的电容C=1×10-6 F，g取10 m/s2，不计空气阻力及粒子间的相互影响.

（1）求粒子入射速度v0的大小；
（2）若在两极板间加上适当的恒定电压，要让以速度v0入射的上述带电粒子，恰好做匀速直线运动从两板间飞出，试确定下极板的带电性质和电荷量？

参考答案：（1）2.5m/s（2）下极板带正电荷，

本题解析：（1）带电粒子做平抛运动
水平位移：?①?
竖直位移：?②?
由①、②得?
（2）下极板带正电荷?
由平衡条件有qE=mg?③?
又?④?
Q=CU?⑤?
由③、④、⑤得?⑥?
将数据代入⑥式，解得
点评：本题的分析关键是带电粒子做匀速运动的条件是重力和电场力等大反向。

本题难度：一般

4、计算题如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限有沿－y方向的匀强电场，第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为＋q的粒子(重力不计)以初速度v0沿－x方向从坐标为(3l，l)的P点开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与y轴方向夹角为45°，求：

(1)粒子从O点射出时的速度v；
(2)电场强度E的大小；
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.

参考答案：(1) v＝v0?(2) E＝?(3) T＝t1＋t2＝(2＋)

本题解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，进入磁场后做匀速圆周运动，最终由O点射出.(如图)

根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等，均为v，方向与－x轴方向成45°角，则有?
vcos45°＝v0?(2分)?解得v＝v0?
(2)在P到Q过程中，由动能定理得
qEl＝mv2－m?解得E＝?
(3)设粒子在电场中运动的时间为t1，则l＝a＝?
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系得
＝3l－v0t1?r＝?
粒子在磁场中的运动时间为? t2＝×?
由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为T＝t1＋t2＝(2＋)?
点评：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程，然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化的观点，选用动能定理和功能关系求解．