高中物理 模块七 静电场 考点5_4 带电粒子在周期性电场中的偏转问题试题1

考点5.4 带电粒子在周期性电场中的偏转问题(1)此类试题运动的性质：高考一般仅考查电场大小不变，仅方向改变的交变电场即使如此，带电粒子在电场中的运动也非常复杂，但可将其运动看成分段的抛体运动(2)解此类试题最佳的方法：是利用分运动解题，粒子在水平方向：匀速直线运动，竖直方向：分段可看成匀变速运动(3)解此类试题最佳的手段：利用vt图研究竖直分运动1. (多选)如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示t0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出微粒运动过程中未与金属板接触重力加速度的大小为g.关于微粒在0T时间内运动的描述，正确的是(BC)A末速度大小为v0B末速度沿水平方向C重力势能减少了mgdD克服电场力做功为mgd2. 一平行板电容器长l10 cm，宽a8 cm，板间距d4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为21010 C/kg，速度均为4106 m/s，距板右端l/2处有一屏，如图5甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场试求：(1) 离子打在屏上的区域面积；(2) 在一个周期内，离子打到屏上的时间【答案】(1)64 cm2(2)0.012 8 s3. 在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为T.现有电子以平行于金属板的速度v0从两板中央射入(如图甲所示)已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求：(1) 若电子从t0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少？(2) 若电子从t0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少为多长？(3) 若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入？两板间距至少为多大？【答案】(1)(2)v0T(3)k(k0、1、2)，T4. 如图(1)所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图(2)所示的方波形电压，t0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0.现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO的速度v0射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响求：(1) 粒子飞出电场时的速度；(2) 粒子飞出电场时位置离O点的距离范围【答案】(1)v，30 (2)在距离O中点下方至上方范围内有粒子打出5. 电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm.在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图像如下图所示(每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的)求：(1) 在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处？(2) 荧光屏上有电子打到的区间有多长？(3) 屏上的亮点如何移动？【解析】(1)如图知t0.06 s时刻偏转电压为1.8U0，可求得y0.45L4.5 cm，打在屏上的点距O点13.5 cm. (2)电子的最大侧移为0.5L(偏转电压超过2.0U0，电子就打到极板上了)，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L30 cm. (3)屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现- 3 -