10.5带电粒子在电场中的运动-高一物理同步考点剖析讲义（人教版必修第三册）

10.5 带电粒子在电场中的运动

知识点1：带电粒子在电场中的加速
（1）带电粒子的种类

（2）带电粒子的运动情形
带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加速（或减速）直线运动。
速度方向与电场方向
带电粒子的电性
运动情形
图示
相同
带正电的粒子
加速

带负电的粒子
减速
相反
带正电的粒子
减速

带负电的粒子
加速
（3）加速问题的两种分析思路


（4）带电粒子在匀强电场中的直线运动问题的分析方法

①用运动学和动力学的分析方法：a＝，E＝，v2－v02＝2aS.②用能量的分析方法：匀强电场中W＝qEd＝qU＝mv2－mv02，匀强电场和非匀强电场中： W＝qU＝Ek2－Ek1。当带电粒子所受合外力为零，粒子做匀速直线运动；当带电粒子所受合外力不为零，粒子做变速直线运动。

带电粒子在匀强电场中的直线运动
1．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，一带电量为的物块放在光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下由静止开始从O点向右做匀加速直线运动，先经时间t力F做功，此后撤去力F，物块再经时间返回到出发点O，且回到出发点时的速度大小为v。设物块在O点的电势能为零，则（　　）

A．撤去力F时物块的速度大小为
B．物块向右滑动的最大距离为
C．物块回到出发点时的动能为
D．撤去力F时物块的电势能为
【答案】C
【详解】A．设F撤去前、后物块的加速度大小分别为a1、a2，根据位移关系有

解得

根据运动学规律有

所以撤去力F时物块的速度大小为

故A错误；
B．从撤去F到物块速度减为零所经历的时间为

所以物块向右滑动的最大距离为

故B错误；
C．物块从O点开始运动到又回到O点的过程中，电场力做功为零，恒力F做功为90J，根据动能定理可知物块回到出发点时的动能为，故C正确；
D．物块向右运动过程中，电势能增加量等于克服电场力做的功，根据能量守恒定律可知物块向右到达最远位置时的电势能为90J，设撤去F时物块的电势能为Ep，则

解得

故D错误。
2．某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将MN连起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图那样在M、N之间加一个电压U，发现当U>12.5V时电流表中就没有电流，则被这种紫外线照射出来的电子，最大速度约为（　　）（已知电子的质量，m=0.91×10-30kg和电子电量e=1.6×10-19C）

A．2.1×106m/s B．3.1×106m/s C．2.1×105m/s D．3.1×107m/s
【答案】A
【详解】当电子的速度最大时有

解得
。
带电粒子在周期性变化电场中的直线运动
3．如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0（0