高中物理带电粒子在电场中的运动试题经典

【答案】⑴ W 二3mv0⑵E1v3m u 4qE2v3m u 3q⑶EkB14mu高中物理带电粒子在电场中的运动试题经典一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动1.如图所示，竖直面内有水平线 MN 与竖直线 PQ 交于 P 点，0 在水平线 MN 上，OP 间距为〃，一质量为 m、电量为 q 的带正电粒子，从 0 处以大小为岭、方向与水平线夹角为&二60°的速度，进入大小为 E］的匀强电场中，电场方向与竖直方向夹角为&二 60°，粒子到达PQ 线上的人点时，其动能为在 0 处时动能的 4 倍.当粒子到达 A 点时，突然将电场改为大小为 E2，方向与竖直方向夹角也为&二 60°的匀强电场，然后粒子能到达 PQ 线上的 B 点.电场方向均平行于 MN、PQ 所在竖直面，图中分别仅画出一条电场线示意其方向。已知粒子从 0 运动到 A 的时间与从 A 运动到 B 的时间相同，不计粒子重力，已知量为⑴ 粒子从 0 到 A 运动过程中,电场力所做功 W；⑵ 匀强电场的场强大小 E「E2；⑶粒子到达 B 点时的动能 EkB.【解析】【分析】(1) 对粒子应用动能定理可以求出电场力做的功。(2) 粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律可以求出电场强度大小。(3) 根据粒子运动过程，应用动能计算公式求出粒子到达 B 点时的动能。【详解】1(1)由题知：粒子在 O 点动能为 Eko=2mv0粒子在 A 点动能为：EkA=4Eko，粒子从 O 到 A运动过程，由动能定理得：电场力所做功：W=EkA-Eko=|mv2.(2)以 O 为坐标原点，初速 v0方向为 x 轴正向,VAy=a1t4i4d解得：札=J3mv24q4dt=t=-21VqE2=ma2解得：E14m建立直角坐标系 xOy,如图所示设粒子从 O 到 A 运动过程，粒子加速度大小为％,历时 q,A 点坐标为(x,y)一 1粒子做类平抛运动：x=v0t],y=2ait]2由题知：粒子在 A 点速度大小 vA=2v0，VAyf'3V0粒子在 A 点速度方向与竖直线 PQ 夹角为 30°o由几何关系得：ysin60°-xcos60°=d.由牛顿第二定律得：qE1=ma1，设粒子从 A 到 B 运动过程中，加速度大小为 a2,历时 t2,t水平方向上有：vAsin30°=2a2sin60°,3mv2,E=亠；23qd(3)分析知：粒子过 A 点后，速度方向恰与电场 E2方向垂直，再做类平抛运动,1粒子到达 B 点时动能：EkB=2mv2,vB2=(2v0)2+(a2t2)2,【点睛】本题考查了带电粒子在电场中的运动，根据题意分析清楚粒子运动过程与运动性质是解题的前提与关键，应用动能定理、类平抛运动规律可以解题。2. —带正电小球通过绝缘细线悬挂于场...