1、1专题 1.9 带电粒子在电场中的直线运动1做直线运动的条件(1)粒子所受合外力 F 合 0，粒子初速度不为零，做匀速直线运动。(2)粒子所受合外力 F 合 0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2用动力学观点分析a ， E ， v2 v022 ad。F合m Ud3用功能观点分析匀强电场中： W Eqd qU mv2 mv02；12 12非匀强电场中： W qU Ek2 Ek1。4. 是否考虑粒子重力基本粒子：如电子、质子、 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)。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确
2、的暗示以外，一般都不能忽略重力。【典例 1】如图所示，从 F 处释放一个无初速度的电子向 B 板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪句是错误的(设电源电动势为 U)( )A电子到达 B 板时的动能是 UeB电子从 B 板到达 C 板动能变化量为零C电子到达 D 板时动能是 3UeD电子在 A 板和 D 板之间做往复运动【答案】C 【典例 2】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一稳压电源(未画出)相连，若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中该粒子( )2A所受重力与电场力平衡 B电势能逐渐增加C机械能逐渐减小 D做匀变速直线运动【答案】D【典例 3
3、】 （2018 福建省三明市永安第一中学高三上第五次月考）如图甲所示，AB 是电场中的一条电场线。质子以某一初速度从 A 点出发，仅在电场力作用下沿直线从 A 点运动到 B 点，其 v-t 图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）A 电场线的方向由 A 指向 BB A、B 两点电场强度的大小关系满足 EAE1，应有22 21v0gt1 14(v0gt1)即当 0 (132)v0g7才是可能的；条件式和式分别对应于 v20 和 v2E1，应有22 21v0gt1 14(v0gt1)即 t1 (52 1)v0g另一解为负，不合题意，已舍去。3 （2018 江苏省连云港市高三第二次调研考试）如图，
4、A、B 是一条电场线上的两点，若在 A 点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从 A 运动到 B，其速度平方（ v2）与位移( x)关系图线如图所示。设 A、B 两点的电场强度分别为EA、 EB，电势分别为 A、 B，则（ ）A EAEB B EA b，E aEb D a b，E a=Eb【答案】D【解析】负电子从 a 运动到 b，由速度时间图线得到负电荷做减速运动，故电场力向左，因负电荷受到的电场力与场强方向相反，故场强向右，沿场强方向，电势降低，故 ；因为图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即 ，D 正确【点睛】本题的突破口是通过 v-t 图像
5、判断粒子的受力性质，然后结合牛顿第二定律判断电场性质，根据9沿电场线方向电势降低判断两点的电势高低，根据功能关系判断电势能大小，也可根据 判断，但使用本公式判断时不能忽视了电荷的电性6 （2018 安徽省滁州市第一中学高三 12 月调研）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度 ，两极板与一直流电源相连，若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，关于该粒子下列说法错误的是A 电势能逐渐增加B 动能逐渐减小C 粒子所受重力小于电场力D 粒子做匀加速直线运动【答案】D7 （2017 北京市东城区第二中学高二上期中）平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一个直
6、流电源相连，若一个带电油滴恰能沿如图所示的水平直虚线 通过该电容器，在此过程中下列说法正确的是（ ）A 油滴所受的重力完全可以忽略不计B 油滴运动的加速度大小不变、方向水平向左C 油滴一直水平向右做匀速直线运动D 油滴在电场中的电势能逐渐减小【答案】B10【解析】如果重力可以忽略，则粒子只受电场力，并且电场力方向和初速度方向不共线，不能做直线运动，A 错误；因为重力竖直向下，若电场力是垂直极板向下的，则合力与初速度方向不共线，所以受到的电场力方向只能为垂直极板向上，重力与电场力的合力水平向左，二力恒定，所以合力不变，根据牛顿第二定律可得油滴做加速度向左的匀减速直线运动，B 正确 C 错误；电场
7、力方向和位移方向夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增大，D 错误8 （2018 河北省黄骅中学高二第三次月考）匀强电场方向水平向右，一带电颗粒沿右图中虚线所示，在电场中沿斜向上方向做直线运动.带电颗粒从A 到 B 的过程中，关于其能量变化及带电情况的说法正确的是( )A 不能确定颗粒带电情况B 颗粒可能带正电C 颗粒的机械能减小，电势能增大D 颗粒的机械能减小，动能增大【答案】C9 （2017 湖南省娄底市双峰一中等五校高三上期中联考）如图所示直线 CD 是真空中的一条电场线，若将一电子从 A 点由静止释放，电子沿电场线从 A 到 B 运动中速度随时间变化的图线如图所示，则 A、B 两点的电
8、势 、 的高低和场强 EA、E B及电子在 A、B 两点电B势能 EPA、E PB的大小关系是（ ）A、 B、E PAE PB C、E AE B D、E AE B11【答案】C10 （2018 云南省楚雄州民族实验中学高三下教学质量检测二）如图所示， M、 N 是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为 m、带电荷量为 q 的带电粒子（不计重力） ，以初速度 v0由小孔进入电场，当 M、 N 间电压为 U 时，粒子刚好能到达 N 板，如果要使这个带电粒子能到达 M、 N 两板间距的 处返回，则下述措施能满足要求的是A 使初速度减为原来的B 使 M、 N 间电压加倍C 使 M、 N 间电压提高到
9、原来的 4 倍D 使初速度和 M、 N 间电压都减为原来的【答案】BD【解析】粒子刚好能达到 B 金属板时，根据动能定理得， ，现在使带电粒子能到达 MN 板间距的 处返回，则电场力做功等于 。A、当初速度为 ，U 不变，则有带电粒子动能的变化，故 A 错误；B、电压提高到原来的 2 倍，则带电粒子运动到 MN 板中点时电场力做功 ，故 B 正确；C、电压提高到原来的 4 倍，则带电粒子运动到距 M 板 处时电场力做功 ，说明不可能运动到中点处，故 C 错误；D、使初速度和 M、 N 间电压都减为原来的 ，则动能变化量为 ，运动到中点电场力做的功为 ，故 ，故 D 正确；故选 BD。1211
10、（2018 广东省东莞市东方明珠学校高二上第一次月考试题）如图所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运动，则关于电子到达 Q 板时的速度，下列说法正确的是（ ）A 两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大B 两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大C 与两板间距离无关，仅与加速电压有关D 两板间的电压增大到原来的 4 倍，电子运动到 Q 板时的速度增大到原来的两倍。【答案】CD12 （2017 福建省福州第三中学高三下第一次校模拟考试）如图所示，板长为 L 的平行板电容器与一直流电源相连接，其极板与水平面成 30角；若带电微粒甲乙由图中的 P 点射入电容器，分别沿着虚
11、线 1 和 2 运动（虚线 1 为水平线，虚线 2 为平行且靠近上极板的直线），则下列关于带电微粒的说法正确的是A 两微粒均做匀减速直线运动B 两微粒电势能均逐渐增加C 两微粒机械能均守恒D 若两微粒质量相同，甲的电量一定比乙大【答案】AD1313 （2018 四川省遂宁市射洪县高二上期末统考实验小班加试）某速度选择器结构如图所示，三块平行金属板、水平放置，它们之间距离均为 d，三金属板上小孔 O1、O 2、O 3在同一竖直线上，、间有竖直方向匀强电场 E1，、间有水平向左电场强度为 E2的匀强电场及垂直于纸面向里磁感应强度为 B2的匀强磁场。一质子由金属板 I 上端 O1点静止释放，经电场 E1加速，经过 O2进入 E2、B 2的复合场中，最终从的下端 O3射出，已知质子带电量为 e，质量为 m。则A O 3处出射时粒子速度为 B 、两板间电压 C 粒子通过、金属板和、金属板的时间之比为 11D 把质子换成 粒子，则 粒子也能从 O3射出【答案】AB14
