江苏专版高考物理二轮复习第1部分专题突破篇限时集训7带电粒子在电场中的运动

1、专题限时集训（七）带电粒子在电场中的运动 （建议用时：40分钟） 一、选择题（本题共8小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第15题只有 一项符合题目要求，第 68题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分.） 1. （2012 江苏高考Ti）真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B 两点的电场强度大小之比为 （） 【导学号：25702032】 A. 3 ：1 B . 1 ：3C. 9 ：1D. 1 ：9 kQQFkQ C由库仑定律F= 厂和场强公式E=知点电荷在某点产生电场的电场强度E= -2, rqr 电场强度大小与该点到场源电荷

2、的距离的二次方成反比，则Ex：曰=rB : rA= 9 ： 1,选项 C 正确. 2. （2016 湖南长沙一模）如图19所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等 势线之间的电势差相等，实线为一带电质点（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运 动轨迹，P Q是这条轨迹上的两点，据此可知 （ ） 图19 A. a、b、c三条等势线中，a的电势最高 B. 电场中Q点处的电场强度大小比 P点处大 C. 该带电质点在 P点处受到的电场力比在 Q点处大 D. 该带电质点在 P点具有的电势能比在 Q点具有的电势能大 C 由图可知，P点处等势线比 Q点处密集，则P点处的电场强度比 Q点处大，该带

3、电 质点在P点处受到的电场力比在 Q点处大，故B错、C对；若带电质点从 P向Q运动，根据 合外力指向轨迹弯曲的凹侧知电场力做负功，电势能增加，动能减小； 若从Q向P运动，则 电场力做正功，电势能减小，动能增大，故带电质点在P点处的动能大于在 Q点处的动能， 在P点具有的电势能小于在 Q点具有的电势能，因不知质点所带电荷的电性， 则无法判断电 势高低，故A、D错误. 3. 如图20所示，等量异种点电荷 A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆 与AB的中垂线重合，C D是绝缘杆上的两点， ACBD勾成一个正方形.一带负电的小球 （可 视为点电荷），套在绝缘杆上自 C点无初速度释放，由 C运

4、动到D的过程中，下列说法正确 10 / 8 的是（） A. 小球的速度先减小后增大 B. 小球的速度先增大后减小 C. 杆对小球的作用力先减小后增大 D. 杆对小球的作用力先增大后减小 D 由等量异种点电荷电场的叠加特点知, 两电荷连线的中垂线上的场强均垂直于中垂 线指向负电荷，故水平方向杆对小球的作用力与电场力相平衡，小球竖直方向只受重力作用, 加速度为g,小球一直向下做匀加速直线运动，速度一直增加，选项A B错误；又因为两 电荷连线的中垂线与连线的交点处的场强是中垂线上场强的最大值，故杆对小球的作用力先 增大后减小，选项 C错误，D正确. 4. （2016 东北三省四市联合体联考 ）如图2

5、1所示，在真空中有一对带电的平行金属板 水平放置.一带电粒子沿平行于板面的方向，从左侧两极板中央射入电场中，恰能从右侧极 板边缘处离开电场. 不计粒子重力.若可以改变某个量， 下列哪种变化，仍能确保粒子一定 飞出电场（） 图21 A. 只增大粒子的带电量 B. 只增大电场强度 C. 只减小粒子的比荷 D. 只减小粒子的入射速度 C 设极板长为L,极板间的距离为 d,带电粒子的质量为 m电荷量为q、加速度为a, 沿平行板面方向带电粒子做匀速直线运动L= vt,垂直板面方向做初速度为零的匀加速运动 2 d= gat2, qE= ma由以上三式解得d= qL；,若只增大粒子的带电量或只增大电场强度或

6、只 2 2=22mv d 减小粒子的入射速度，则粒子在竖直方向的位移y?,粒子将打在极板上，不能飞出电场， 选项A B D错误；若只减小粒子的比荷， 则粒子在竖直方向的位移 y1），到达b点时动能恰好为零，小滑块 最终停在O点，求: 【导学号：25702033】 图26 (1) 小滑块与水平面间的动摩擦因数 O b两点间的电势差Ubb ； 小滑块运动的总路程 s. 【解析】 由Aa= Bb= L, 0为AB连线的中点得：a、b关于0点对称，贝U Ua b= 0. f，对于滑块从b过程，由动能定理得: 设小滑块与水平面间的摩擦力大小为 L q ua b f 2= 0 曰 而 f =口 mg 解得

7、： 2E0 口 = mgL 滑块从0 b过程，由动能定理得: q UOb f L= 0 门吕 4 解得：UO b= 2n 1E (3)对于小滑块从a开始运动到最终在 q Ua o f s= 0 E O点停下的整个过程，由动能定理得: 而 Ua o= 一 UO b= 2n 1E) 【答案】 2E)2n 1 mgL曰 2n+ 1 -4-L 解得： 2n+ 1 S =4 L. 10. (18分)(2014 全国卷I T25)如图27所示，O A B为同一竖直平面内的三个点, 3 OB沿竖直方向，/ BO= 60, OB= OA将一质量为 m的小球以一定的初动能自 O点水平 向右抛出，小球在运动过程中

8、恰好通过A点.使此小球带电，电荷量为q(q0)，同时加一 匀强电场，场强方向与 OAB所在平面平行.现从 O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带 电小球，该小球通过了 A点，到达A点时的动能是初动能的 3倍；若该小球从O点以同样的 初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的 6倍，重力加速度 大小为g.求： tt 图27 (1) 无电场时，小球到达 A点时的动能与初动能的比值； (2) 电场强度的大小和方向. 【解析】 (1)设小球的初速度为 V0,初动能为Eko,从O点运动到A点的时间为t，令 3 0A= d,则0B= d,根据平抛运动的规律有 =vt 1 *2 =2gt

9、 1 2 ，mv o dsi n 60 o dcos 60 又有Eo= 由式得 3 氐=gmgd 设小球到达A点时的动能为Ea,则 1 Ea=氐+ Qmgd EkA7 由式得一=云. Ek03 (2)加电场后，小球从 0点到A点和 B点，高度分别降低了 ：2，设电势能分别减小 Ea和民，由能量守恒及式得 1 2 E)a= 3氐氐2mgd= 氐 3 Rb= 6Eo Eo 2mgd= Eo 在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的. 设直线0B上的M点与A点等电势, M与0点的距离为x,如图，则有 x E)a 3 &B 2d 0 M A k 解得x= d, MA为等势线，电场强度方向必与其垂线 0C