第4練帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1.如圖1所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分別位于O、M、P點(diǎn)。由O點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)?，F(xiàn)將C板向右平移到P′點(diǎn)，則由O點(diǎn)靜止釋放的電子()圖1A.運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回B.運(yùn)動(dòng)到P和P′點(diǎn)之間返回C.運(yùn)動(dòng)到P′點(diǎn)返回D.穿過(guò)P′點(diǎn)2.(2024·遼寧撫順高三期末)如圖2所示，空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與紙面平行。一電荷量為－q的粒子(重力不計(jì))，在恒力F的作用下沿虛線(xiàn)由M勻速運(yùn)動(dòng)到N。已知力F和MN間夾角為θ，M、N間距離為d，則下列結(jié)論中正確的是()圖2A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(Fsinθ,q)B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(Fcosθ,q)C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(F,q)D.若要使帶電粒子由N向M做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則F必須反向3.(2024·廣東深圳育才中學(xué)高三月考)一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))以速度v0逆著電場(chǎng)線(xiàn)方向射入有左邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E(如圖3所示)，則()圖3A.粒子射入的最大深度為eq\f(mveq\o\al(2,0),qE)B.粒子射入的最大深度為eq\f(mveq\o\al(2,0),4qE)C.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為eq\f(mv0,qE)D.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為eq\f(2mv0,qE)對(duì)點(diǎn)練2帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)4.(多選)(2024·陜西西安高三校聯(lián)考)如圖4所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向水平向右，一質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)所在的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。已知該帶電粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與豎直方向的夾角為30°，它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與豎直方向的夾角變?yōu)?0°。不計(jì)帶電粒子受到的重力，若B點(diǎn)電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是()圖4A.帶電粒子帶正電B.帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為2v0C.帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能減少了eq\f(1,4)mveq\o\al(2,0)D.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為mveq\o\al(2,0)5.(多選)如圖5甲為兩水平金屬板，在兩板間加上周期為T(mén)的交變電壓u，電壓u隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)如圖乙所示。質(zhì)量為m、重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0沿中線(xiàn)射入兩板間，經(jīng)時(shí)間T從兩板間飛出。下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的描述正確的是()圖5A.t＝0時(shí)入射的粒子，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏離中線(xiàn)的距離最小B.無(wú)論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向都沿水平方向C.t＝eq\f(1,4)T時(shí)入射的粒子，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏離中線(xiàn)的距離最大D.無(wú)論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小都相等6.如圖6，平行板電容器板間電壓為U，板間距為d，兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，讓質(zhì)子流以初速度v0垂直電場(chǎng)射入，沿a軌跡落到下板的中央。現(xiàn)只改變其中一條件，使質(zhì)子沿b軌跡落到下板邊緣，則可以將(忽略重力影響)()圖6A.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)B.初速度變?yōu)?v0C.板間電壓變?yōu)閑q\f(U,4)D.上板豎直移動(dòng)，使板間距變?yōu)?dB級(jí)綜合提升練7.(多選)(2024·廣東揭陽(yáng)聯(lián)考)等離子體推進(jìn)器的原理結(jié)構(gòu)如圖7所示，首先由電子槍產(chǎn)生高速電子流，經(jīng)過(guò)碰撞，電子將等離子體發(fā)生器內(nèi)的惰性氣體電離，形成等離子體，最后等離子體中的正離子經(jīng)過(guò)靜電加速層加速后高速飛出，從而對(duì)等離子推進(jìn)器產(chǎn)生作用力。假設(shè)正離子的質(zhì)量為m，電量為q，經(jīng)電壓為U的靜電加速層加速后形成電流為I的離子束，忽略離子進(jìn)入靜電加速層的初速度，不計(jì)離子重力和離子間的相互作用力，下列說(shuō)法正確的是()圖7A.離子推進(jìn)器是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置B.離子由靜電加速層噴出時(shí)的速度大小為eq\r(\f(qU,2m))C.單位時(shí)間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為eq\f(I,q)D.離子推進(jìn)器產(chǎn)生的推力大小為Ieq\r(\f(2mU,q))8.如圖8所示，一電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，入射方向與電場(chǎng)線(xiàn)垂直。粒子從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，其速度方向與電場(chǎng)線(xiàn)成30°角。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d，方向豎直向上，P、Q兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U(U＞0)，不計(jì)粒子重力，P點(diǎn)的電勢(shì)為零。則下列說(shuō)法正確的是()圖8A.粒子帶負(fù)電B.帶電粒子在Q點(diǎn)的電勢(shì)能為qUC.P、Q兩點(diǎn)間的豎直距離為eq\f(d,2)D.此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為eq\f(2\r(3)U,3d)9.如圖9甲為一對(duì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的平行金屬板，在兩板之間加上如圖乙所示的電壓?，F(xiàn)沿兩板的中軸線(xiàn)從左端向右端連續(xù)不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(不計(jì)重力及粒子間的相互作用)，且所有粒子均能從平行金屬板的右端飛出。若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T(mén)，則粒子最大偏轉(zhuǎn)位移與最小偏轉(zhuǎn)位移的大小之比是()圖9A.1∶1 B.2∶1C.3∶1 D.4∶1C級(jí)培優(yōu)加強(qiáng)練10.(2023·北京卷，19)某種負(fù)離子空氣凈化原理如圖10所示。由空氣和帶負(fù)電的灰塵顆粒物(視為小球)組成的混合氣流進(jìn)入由一對(duì)平行金屬板構(gòu)成的收集器。在收集器中，空氣和帶電顆粒沿板方向的速度v0保持不變。在勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下，帶電顆粒打到金屬板上被收集，已知金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)、間距為d，不考慮重力影響和顆粒間相互作用。圖10(1)若不計(jì)空氣阻力，質(zhì)量為m、電荷量為－q的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓U1；(2)若計(jì)空氣阻力，顆粒所受阻力與其相對(duì)于空氣的速度v方向相反，大小為f＝krv，其中r為顆粒的半徑，k為常量。假設(shè)顆粒在金屬板間經(jīng)極短時(shí)間加速達(dá)到最大速度。半徑為R、電荷量為－q的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓U2。11.(2024·廣東珠海高三統(tǒng)考)負(fù)離子吹風(fēng)筒是目前比較流行的吹風(fēng)筒。如圖11，某負(fù)離子吹風(fēng)筒吹出含有大量氧離子(－2e)的空氣，沿水平方向進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，之后進(jìn)入豎直放置的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板電壓恒為U，極板間距為d，長(zhǎng)度也為d。若空氣流中所含氧離子