帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(完整版)
【正文】 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為 d 的兩平行極板，如圖甲所示．加在極板 A 、 B 間的電壓 UAB作周期性變化，其正向電壓為 U0，反向電壓為－ kU0( k 1) ，電壓變化的周期為 2 τ ，如圖乙所示．在 t ＝ 0時(shí)，極板 B 附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為 m 、電荷量為 e ，受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子未碰到極板 A ，且不考慮重力作用． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 若 k ＝54，電子在 0 ～ 2 τ 時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板 A ，求 d應(yīng)滿足的條件． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] 電子在 0 ～ τ 時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng) 加速度的大小 a1＝eU0md ① 位移 x1＝12a1τ2 ② 在 τ ～ 2 τ 時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng)，后反向做勻加速運(yùn)動(dòng) 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 加速度的大小 a2＝5 eU04 md ③ 初速度的大小 v1＝ a1τ ④ 勻減速運(yùn)動(dòng)階段的位移 x2＝v212 a2 ⑤ 依據(jù)題意 d x1＋ x2 解得 d 9 eU0τ210 m. ⑥ [ 答案 ] d 9 eU 0 τ210 m 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 總結(jié)評(píng)述 ] 本題考查帶電粒子在平行板電容器 中的運(yùn)動(dòng)情況的分析．兩極板加上周期性變化的交變電壓后，其內(nèi)部電場(chǎng)也會(huì)周期性變化，根據(jù)電子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力情況，結(jié)合題目中各限制條件即可得到相應(yīng)結(jié)論． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 201 1 天津 ) 板間距為 d 的平行板電容器所帶電荷量為 Q 時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為 U1，板間場(chǎng)強(qiáng)為 E1. 現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?2 Q ，板間距變?yōu)?2d ，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢(shì)差為 U2，板間場(chǎng)強(qiáng)為 E2，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A ． U2＝ U1， E2＝ E1 B ． U2＝ 2 U1， E2＝ 4 E1 C ． U2＝ U1， E2＝ 2 E1 D ． U2＝ 2 U1， E2＝ 2 E1 [ 答案 ] C 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] 據(jù)平行板電容器電容公式 C ＝εrS4π kd，知板間距變?yōu)閐2時(shí)， C2＝ 2 C1.又據(jù)電容公式 C ＝QU，知當(dāng)電量變?yōu)?2 Q時(shí)， U2＝ U1.再據(jù) E ＝Ud，知 E2＝ 2 E1. 故 A 、 B 、 D 錯(cuò)誤， C 正確 . 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 命題規(guī)律 帶電粒子只受電場(chǎng)力作用在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，或做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)．考查利用牛頓定律或動(dòng)能定理，及平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)解決有關(guān)問(wèn)題．一般是以計(jì)算題出現(xiàn)． 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 20222 R － qE d 福建 ) 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái) 產(chǎn)生微波，其振蕩原理與 下述過(guò)程類(lèi)似．如圖所示，在虛線 MN 兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從 A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在 A 、 B 兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)．已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是 E1＝ 103N /C 和 E2＝ 103N /C ，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量 m ＝ 10－ 20kg ，帶電量 q ＝－ 10－ 9C ， A 點(diǎn)距虛線 MN 的距離 d1＝ m ，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)．求： 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 1) B 點(diǎn)距虛線 MN 的距離 d2； ( 2) 帶電微粒從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間 t . [ 解析 ] ( 1) 帶電粒子由 A 運(yùn)動(dòng)到 B 的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得： | q | E1d1－ | q | E2d2＝ 0 ① 由 ① 式得： d2＝E1E2d1＝ m ② 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 2) 設(shè)微粒在虛線 MN 兩側(cè)的加速度大小分別為 a1， a2，由牛頓第二定律有： | q | E1＝ ma1 ③ | q | E2＝ ma2 ④ 設(shè)在虛線 MN 兩側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為 t t2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 d1＝12a1t 21 ⑤ 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 d2＝12a2t 22⑥ t ＝ t1＋ t2⑦ 由 ②③④⑤⑥⑦ 式解得 t ＝ 10－ 8s [ 答案 ] ( 1) m ( 2 ) 10－ 8s 第 6章 第 3 講
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