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高考物理带电粒子在电场中的运动真题汇编(含答案)含解析

一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动

EFGHABdL

1．如图所示，与间为一无场区．无场区左侧、为相距为、板长为的水平放

置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场

区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径

R120°OCDGHm

为，圆心角为，、在两板间的中心线上，位于上．一个质量为、电荷量

为q的带正电粒子以初速度v沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区

0

后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗

细）求：

(1)O处点电荷的电性和电荷量；

(2)

两金属板间所加的电压．

22

4mvR3mdv

【答案】(1)负电，0；(2)0

3kq3qL

【解析】

（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点

D30°D

电荷带负电．由几何关系知，粒子在点速度方向与水平方向夹角为，进入点时速

v23

v0v…

度为：①

cos3030

Qqv2

Qkm…

在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故带负电且满足②

R2R

2

4mvR

由①②得：Q0

3kq

（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°

v

tan30°=y…

③

v

0

v=at…

④

y

qU

a…

⑤

md

L

t…

⑥

v

0

22

mdvtan303mdv

由③④⑤⑥得：U00

qL3qL

MNyNx

2．在如图甲所示的直角坐标系中，两平行极板垂直于轴，板在轴上且其左端与

坐标原点O重合，极板长度l=0.08m，板间距离d=0.09m，两板间加上如图乙所示的周期性