2024-2025版高中物理第一章靜電場(chǎng)9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案新人教版選修3-1

PAGE15-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)必備學(xué)問(wèn)·自主學(xué)習(xí)一、帶電粒子的加速1.基本粒子的受力特點(diǎn):對(duì)于質(zhì)量很小的基本粒子,如電子、質(zhì)子等,雖然它們也會(huì)受到萬(wàn)有引力(重力)的作用,但萬(wàn)有引力(重力)一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜電力,可以忽視不計(jì)。2.帶電粒子加速問(wèn)題的處理方法:(1)利用動(dòng)能定理分析。初速度為零的帶電粒子,經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,qU=mv2,則v=。(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中也可利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)質(zhì)量為m、帶電量為q的基本粒子(忽視重力),以初速度v0平行于兩極板進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),極板長(zhǎng)為l,板間距離為d,板間電壓為U。(1)粒子在沿初速度方向做什么運(yùn)動(dòng)?(2)粒子在垂直初速度方向上做什么運(yùn)動(dòng)?加速度的大小是多少?提示:(1)沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)垂直v0的方向上做初速度為零,加速度為a=的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1.偏移距離:因?yàn)閠=,a=,所以偏移距離y=at2=。2.偏轉(zhuǎn)角度:因?yàn)関y=at=,所以tanθ==。(1)基本帶電粒子在電場(chǎng)中不受重力。 (×)(2)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能肯定增加。 (×)(3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),其速度和加速度均不變。 (×)(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中無(wú)論是直線加速還是偏轉(zhuǎn),均做勻變速運(yùn)動(dòng)。 (√)(5)對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),從受力的角度來(lái)看,遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律;從做功的角度來(lái)看,遵循能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。 (√)三、示波管的原理1.構(gòu)造:示波管是示波器的核心部件,外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼,內(nèi)部主要由電子槍(放射電子的燈絲、加速電極組成)、偏轉(zhuǎn)電極(由一對(duì)X偏轉(zhuǎn)電極板和一對(duì)Y偏轉(zhuǎn)電極板組成)和熒光屏組成,如圖所示。2.原理:(1)掃描電壓:XX′偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓。(2)燈絲被電源加熱后,放射熱電子,放射出來(lái)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),假如在Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)信號(hào)電壓,在X偏轉(zhuǎn)極板上加一掃描電壓,在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變更的可視圖像。關(guān)鍵實(shí)力·合作學(xué)習(xí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)一帶電粒子的加速問(wèn)題1.帶電粒子的加速:若帶電粒子以很小的速度進(jìn)入電場(chǎng),就會(huì)在靜電力作用下做加速運(yùn)動(dòng),示波器、電視顯像管中的電子槍都是利用電場(chǎng)對(duì)帶電粒子加速的。2.處理方法:可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析,其比較如表:動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及學(xué)問(wèn)應(yīng)用牛頓其次定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式功的公式及動(dòng)能定理選擇條件勻強(qiáng)電場(chǎng),靜電力是恒力可以是勻強(qiáng)電場(chǎng),也可以是非勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力可以是恒力,也可以是變力提示:不管帶電粒子是不是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)都可以從功能關(guān)系角度分析,但只有在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)才可以從動(dòng)力學(xué)角度分析。一帶電粒子,只在電場(chǎng)力作用下,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)。探討:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做的肯定是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎?提示:帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到恒定的電場(chǎng)力,加速度恒定不變,做的肯定是勻變速運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做功,導(dǎo)致了哪些能量變更?能量是否守恒。提示:電場(chǎng)力做功,導(dǎo)致了帶電粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能變更。動(dòng)能和電勢(shì)能的和不變,能量守恒?！镜淅?2024·江蘇高考)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中心各有一小孔,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 ()A.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)【解析】選A。電子在A、B間加速,在B、C間減速,加速電壓做功與減速電壓做功相等?，F(xiàn)將C板向右平移到P′點(diǎn),B、C板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,依據(jù)U=Ed推斷,由O點(diǎn)靜止釋放的電子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)速度為0再返回,A項(xiàng)正確。關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)中的重力(1)基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等,除有說(shuō)明或有明確的示意以外,此類粒子一般不考慮重力(但并不忽視質(zhì)量)。(2)帶電微粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說(shuō)明或有明確的示意以外,一般都不能忽視重力。1.(多選)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變更的規(guī)律如圖所示。帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.微粒在0～1s內(nèi)的加速度與1～2s內(nèi)的加速度相同B.微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C.微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.微粒在第1s內(nèi)的位移與第3s內(nèi)的位移相同【解析】選B、D。加速度的方向與帶正電微粒所受電場(chǎng)力的方向相同,所以由牛頓其次定律得知,微粒在0～1s內(nèi)的加速度與1～2s內(nèi)的加速度大小相同、方向相反,故A錯(cuò)誤;由題圖看出,E1和E2大小相等、方向相反,所以微粒奇數(shù)秒內(nèi)和偶數(shù)秒內(nèi)的加速度大小相等、方向相反,依據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知在2s末的速度恰好是0,即微粒第1s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),第2s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng),然后再加速,再減速,始終持續(xù)下去。微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng),故B正確,C錯(cuò)誤;微粒在第1s內(nèi)與第3s內(nèi)都是從速度為0起先加速,加速度相同,所以它們的位移也相同,故D正確。2.如圖所示,水平放置的A、B兩平行板相距h,上板A帶正電,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球在B板下方距離B板為H處,以初速度v0豎直向上運(yùn)動(dòng),從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)。(1)帶電小球在板間做何種運(yùn)動(dòng)?(2)欲使小球剛好打到A板,A、B間電勢(shì)差為多少?【解析】(1)帶電小球在電場(chǎng)外只受重力,做豎直上拋運(yùn)動(dòng),是勻減速上升;進(jìn)入電場(chǎng)后小球受向下的重力和電場(chǎng)力,做勻減速直線運(yùn)動(dòng);(2)對(duì)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程,依據(jù)動(dòng)能定理,有:-mg(H+h)-qUAB=0-m;解得:UAB=。答案:(1)見(jiàn)解析(2)【加固訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示,從F處釋放一個(gè)無(wú)初速度的電子向B板方向運(yùn)動(dòng),則下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中正確的是(設(shè)電源電壓為U) ()A.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是eUB.電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能變更量為零C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3eUD.電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)【解析】選A、B、D。由eU=EkB可知,電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能為eU,A正確;因B、C兩板間電勢(shì)差為0,故電子從B板到達(dá)C板的過(guò)程中動(dòng)能變更量為零,B正確;電子由C到D的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,大小為eU,故電子到達(dá)D板時(shí)速度為零,然后又返回A板,以后重復(fù)之前的運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確。2.如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q激發(fā)的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí),它們的速度大小之比為 ()A.1∶2B.2∶1C.∶1D.1∶【解析】選C。質(zhì)子和α粒子都帶正電,從A點(diǎn)釋放將受靜電力作用加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U,由動(dòng)能定理可知,對(duì)質(zhì)子:mH=qHU,對(duì)α粒子:mα=qαU。得===∶1,選項(xiàng)C正確。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題1.基本規(guī)律:(1)初速度方向(2)電場(chǎng)線方向(3)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角:tanα==(4)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)位移與初速度方向的夾角:tanβ==2.兩個(gè)常用推論:(1)若離開(kāi)電場(chǎng)時(shí),速度與初速度方向的夾角為α,位移與初速度方向的夾角為β,則tanα=2tanβ。(2)粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí),其速度反向延長(zhǎng)線與初速度方向延長(zhǎng)線交于沿初速度方向分位移的中點(diǎn)?！镜淅咳鐖D所示為真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計(jì)),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進(jìn)入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中(偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)),電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直,電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng)1,板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2,電子質(zhì)量為m,電荷量為e。求:(1)電子穿過(guò)A板時(shí)的速度大小;(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量;(3)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離?！窘馕觥?1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,依據(jù)動(dòng)能定理得eU1=m解得v0=。(2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,在垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,電子的加速度為a,離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y1,依據(jù)牛頓其次定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得F=eE,E=,F=ma,t1=,y1=a,解得y1=。(3)設(shè)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy,依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得vy=at1,電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上所用的時(shí)間為t2,電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2,如圖所示。有t2=,y2=vyt2解得y2=P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為y=y1+y2=。答案:(1)(2)(3)示波管的兩個(gè)結(jié)論(多選)如圖所示,一電子沿Ox軸射入電場(chǎng),在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為OCD,已知=,電子過(guò)C、D兩點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為vCy和vDy;電子在OC段和OD動(dòng)能變更量分別為ΔEk1和ΔEk2,則 ()A.vCy∶vDy=1∶2 B.vCy∶vDy=1∶4C.ΔEk1∶ΔEk2=1∶3 D.ΔEk1∶ΔEk2=1∶4【解析】選A、D。電子沿Ox軸射入勻強(qiáng)電場(chǎng),做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知=,則電子從O到C與從C到D的時(shí)間相等。電子在豎直方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),則有vCy=atOC,vDy=atOD,所以vCy∶vDy=tOC∶tOD=1∶2,故A正確,B錯(cuò)誤;依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知,在豎直方向上:yOC∶yOD=1∶4,依據(jù)動(dòng)能定理得ΔEk1=qEyOC,ΔEk2=qEyOD,則得,ΔEk1∶ΔEk2=1∶4,故C錯(cuò)誤,D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.(多選)如圖所示,在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強(qiáng)電場(chǎng),E、F、G、H是各邊中點(diǎn),其連線構(gòu)成正方形,其中P點(diǎn)是EH的中點(diǎn)。一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從D點(diǎn)射出。下列說(shuō)法正確的是 ()A.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡肯定經(jīng)過(guò)P點(diǎn)B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡肯定經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn)C.若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,粒子會(huì)由E、D之間某點(diǎn)(不含E、D)射出正方形ABCD區(qū)域D.若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,粒子恰好由E點(diǎn)射出正方形ABCD區(qū)域【解析】選B、D。粒子從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從D點(diǎn)射出,其軌跡是拋物線,則過(guò)D點(diǎn)作速度的反向延長(zhǎng)線肯定交于FH的中點(diǎn),而延長(zhǎng)線又經(jīng)過(guò)P點(diǎn),所以粒子軌跡肯定經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由平拋學(xué)問(wèn)可知,當(dāng)豎直位移肯定時(shí),水平速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,則水平位移也變?yōu)樵瓉?lái)的一半,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。2.一束電子流經(jīng)U=500V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩極板間距d=1.0cm,板長(zhǎng)l=5.0cm。(1)要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最多能加多大電壓?(2)在保持所加最大電壓不變的狀況下,將電子流改為質(zhì)子流,質(zhì)子能否從兩極板間飛出?【解析】(1)在加速電壓肯定時(shí),偏轉(zhuǎn)電壓U′越大,電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出,此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓即為兩極板間的最大電壓;加速過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:eU=m ①進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),電子在平行于板面的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng):l=v0t ②在垂直于板面的方向只受到電場(chǎng)力作用,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為:a== ③偏轉(zhuǎn)距離為:y=at2 ④能飛出的條件為:y≤ ⑤聯(lián)立①②③④⑤式得:U′≤,代入數(shù)據(jù)解得U′≤40V,即要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最大能加40V的電壓。(2)設(shè)質(zhì)子的帶電量為q,則質(zhì)子的偏移量y′=at′2=××()2=,解得y′=5.0×10-3m=,故可見(jiàn)偏移量與粒子的電荷量和質(zhì)量均無(wú)關(guān),所以質(zhì)子仍可從兩極板間飛出。答案:(1)40V(2)見(jiàn)解析【拓展例題】考查內(nèi)容:電容器與力學(xué)綜合問(wèn)題【典例】如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場(chǎng)方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場(chǎng)方向平行。一電荷量為q(q>0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。【解析】質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為F=qE設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m,經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb,由牛頓其次定律有F+Na=m,Nb-F=m設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb,則有Eka=m,Ekb=m依據(jù)動(dòng)能定理有Ekb-Eka=2rF聯(lián)立各式解得E=(Nb-Na),Eka=(Nb+5Na),Ekb=(5Nb+Na)。答案:(Nb-Na)(Nb+5Na)(5Nb+Na)情境·模型·素養(yǎng)如圖為靜電除塵機(jī)的原理示意圖,廢氣先經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)械過(guò)濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū),帶負(fù)電的塵埃在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。圖中虛線為電場(chǎng)線(方向未標(biāo))。不考慮塵埃在遷移過(guò)程中的相互作用和電量變更。探究:(1)塵埃在遷移過(guò)程中電勢(shì)能如何變更?(2)圖中A點(diǎn)電勢(shì)與B點(diǎn)電勢(shì)相比,哪點(diǎn)的電勢(shì)高?【解析】(1)帶電塵埃所受的電場(chǎng)力方向與位移方向相同,做正功,所以在遷移過(guò)程中電勢(shì)能減小;(2)由題帶負(fù)電的塵埃在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移,則知集塵極帶正電荷,是正極,所以電場(chǎng)線方向由集塵極指向放電極,A點(diǎn)更靠近放電極,所以圖中A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),即B點(diǎn)電勢(shì)高。答案:(1)減小(2)A點(diǎn)有一種電荷限制式噴墨打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。其中墨盒可以噴出微小的墨汁微粒,此微粒經(jīng)過(guò)帶電室后以肯定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打到紙上,顯示出字符。已知偏移量越大打在紙上的字跡越大。探究:現(xiàn)要增大字跡,可實(shí)行怎樣的措施?【解析】微粒以肯定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng),則水平方向有L=v0t,豎直方向y=at2,又a=,聯(lián)立解得y==。要增大字跡,就要增大微粒通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏移量y,由上式分析可知,采納的方法可以有:增大比荷、減小墨汁微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能Ek0、增大極板的長(zhǎng)度L、增大偏轉(zhuǎn)極板間的電壓U。答案:見(jiàn)解析課堂檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.如圖所示,正電子垂直電場(chǎng)方向入射到勻強(qiáng)電場(chǎng)中,不計(jì)重力,正電子做 ()A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.向下偏轉(zhuǎn)的曲線運(yùn)動(dòng) D.向上偏轉(zhuǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)【解析】選D。正電子帶正電,所受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,即豎直向上,且電場(chǎng)力與初速度垂直,所以正電子做類平拋運(yùn)動(dòng),是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;正電子所受的電場(chǎng)力方向向上,所以正電子做向上偏轉(zhuǎn)的曲線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確。故選D?！炯庸逃?xùn)練】關(guān)于帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀況,下列說(shuō)法正確的是 ()A.肯定是勻變速運(yùn)動(dòng)B.不行能做勻減速運(yùn)動(dòng)C.肯定做曲線運(yùn)動(dòng)D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),不行能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【解析】選A。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力恒定不變,可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),也可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故選A。2.如圖所示,足夠長(zhǎng)的兩平行金屬板正對(duì)豎直放置,它們通過(guò)導(dǎo)線與電源E、定值電阻R、開(kāi)關(guān)S相連。閉合開(kāi)關(guān)后,一個(gè)帶電的液滴從兩板上端的中點(diǎn)處無(wú)初速度釋放,最終液滴落在某一金屬板上。下列說(shuō)法中正確的是 ()A.液滴在兩板間運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線B.電源電動(dòng)勢(shì)越大,液滴在板間運(yùn)動(dòng)的加速度越大C.電源電動(dòng)勢(shì)越大,液滴在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)D.定值電阻的阻值越大,液滴在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)【解析】選B。液滴在磁場(chǎng)中受重力及電場(chǎng)力,電場(chǎng)力沿水平方向,重力沿豎直方向。因液滴由靜止釋放,故合力的方向肯定與運(yùn)動(dòng)方向一樣,故液滴做直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;兩板間的電勢(shì)差等于電源電壓,當(dāng)電動(dòng)勢(shì)變大時(shí),兩板上的電壓變大,由U=Ed可知,板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,電場(chǎng)力變大,合力變大,故加速度增大,故B正確;因粒子最終打在極板上,故運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于水平方向的加速度,當(dāng)電動(dòng)勢(shì)變大時(shí),其水平方向受力增大,加速度增大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間減小,故C錯(cuò)誤;定值電阻在此電路中只相當(dāng)于導(dǎo)線,阻值的變更不會(huì)變更兩板間的電勢(shì)差,故帶電粒子受力不變,加速度不變,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,故D錯(cuò)誤。故選B。【加固訓(xùn)練】如圖所示,兩平行金屬板豎直放置,板上A、B兩孔正好水平相對(duì),板間電壓為500V。一個(gè)動(dòng)能為400eV的電子從A孔沿垂直金屬板方向射入電場(chǎng)中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電子離開(kāi)電場(chǎng),若不考慮重力的影響,則電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能大小為 ()A.900eVB.500eVC.400eV D.-100eV【解析】選C。電子從A向B運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功,若當(dāng)電子到達(dá)B點(diǎn)時(shí),克服電場(chǎng)力所做的功W=qU=500eV>400eV,因此電子不能到達(dá)B點(diǎn),電子向右做減速運(yùn)動(dòng),在到達(dá)B之前速度變?yōu)榱?然后反向運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),在整個(gè)過(guò)程中,電場(chǎng)力做功為零,由動(dòng)能定理可知,電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能:Ek=400eV,故C正確。3.(多選)如圖所示為水平放置的帶電平行金屬板A、B,其中A板上有一小孔。一帶電小球從A板上的小孔豎直飛入兩板間,能勻速運(yùn)動(dòng)到B板?，F(xiàn)