2019高考物理一轮复习 第七章《静电场》微专题10 电场中的力电综合问题课时冲关 新人教版

1、微专题10电场中的力电综合问题一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1(68520224)如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一致，则a、b两点间的电势差为()2qB.3mv20q3mv202mv202qA.C.2mv0D.qW1W2m(2v0)2mv20，解得：Uab2112mv202q解析：C由题意可知，粒子受重力和水平方向的电场力作用，由加速度定义av/t，可得加速度的大小ax2ay2g，由牛顿第二定律可知，qE2mg，水平位移xv0t，竖直位移yv0t/

2、2，即x2y，因此电场力做功W1qExqUab，重力做功W2mgyW1/4，由动能定理得：.2空间某区域内存着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示一个质量为m、电荷量为q的带电小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右；运动至B点时的速度大小为v2，运动方向与水平方向之间的夹角为，A、B两点间的高度差为h、水平距离为s，则以下判断正确的是()AA、B两点的电场强度和电势关系为EAEB、Av1，则电场力一定做正功m1CA、B两点间的电势差为2q(v2v2)111D小球从A点运动到B点的过程中电场力做的功为2mv22mv2mgh解析：D由电场线的方向和疏密可知A点电场强度小

3、于B点，但A点电势高于B点，A错误若v2v1说明合外力对小球做正功，但电场力不一定做正功，B错误由于有重力做功，A、Bm11C两点间电势差不是2q(v2v2)，错误小球从A点运动到B点过程中由动能定理得W电mgh2mv2个端点，AC为圆弧一个质量为m，电荷量为q的带电小球，从A2g2mv04111112mv2，所以W电2mv22mv2mgh，D正确3如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两14点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确

4、的是()A小球一定能从B点离开轨道B小球在AC部分可能做匀速圆周运动C若小球能从B点离开，上升的高度一定等于HD小球到达C点的速度可能为零解析：B若电场力大于重力，则有可能不从B点离开轨道，选项A错误；若电场力等于重力，小球在AC部分做匀速圆周运动，选项B正确；因电场力做负功，则机械能损失，上升的高度一定小于H，选项C错误；由圆周运动知识可知，若小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，选项D错误4如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动ON与水平面的夹角为30，重力加速度为g，且mgEq，则()A电场方向竖

5、直向上B小球运动的加速度大小为2gv2C小球上升的最大高度为0D若小球在初始位移的电势能为零，则小球电势能的最大值为解析：D由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON方向，而mgqE，由三角形定则，可知电场方向与ON方向成120角，A错误；由图中几何关系可知，其合力为mg，由牛顿第二定律可知ag，方向与初速度方向相反，B错误；设带电小球上升的最大高度为1v2mv20，解得：h0h，由动能定理可得：mg2h024g，C错误；电场力做负功，带电小球的电-2-4，D正确v20势能变大，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则EpqE2hcos120qEhmg4gmv205如图甲，两水平金属板

6、间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示t0时刻，质T量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，03时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出微粒运动过程中未与金属板接触重力加速度的大小为g.关于微粒在0T时间内运动的描述，正确的是()A末速度大小为2v0C重力势能减少了mgdB末速度沿水平方向D克服电场力做功为mgdT时间内，a2qE0mgqq3解析：B0T时间内微粒匀速运动，有mgqE0.把微粒的运动分解，水平方向：做速度为T2T2TT2T时间内，只受重力，做自由落体运动，时刻，v1ygv0的匀速直线运动；竖直方向：3333；3Tg，做匀减速直线运动，T时刻，v2yv1yam

7、30，所以末速度vv0，d1方向沿水平方向，选项A错误，B正确；重力势能的减少量Epmg22mgd，所以选项C错误；11根据动能定理：2mgdW克电0，得W克电2mgd.二、多项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分全部选对的得7分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)6(2016安徽宿州一模)如图所示，两带电平行金属板水平放置，板长为L，距离右端L处有一竖直放置的光屏M.一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v0从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，重力加速度为g.则下列结论正确的是()mgA板间电场强度大小为2mgB板间电场强度大小为-3-v202mg，粒子在板内和板外均做匀变速曲

8、线运动，A、D错误，B正确粒子在竖直方向经过的总路程sgt22，t，解得s2，C正确2gL2C粒子在竖直方向上经过的总路程为D粒子在板内做匀变速直线运动解析：BC带电粒子能垂直打在屏上，说明一定要考虑粒子的重力，粒子在水平方向做匀速直线运动，在板内和板外的运动时间相同，在板间，竖直方向受向上的电场力和向下的重力，加速度向上，射出电场时，速度斜向上；在板外，仅受重力，竖直方向做速度竖直向上、加速度竖直向下且大小为g的匀减速直线运动，到达屏时，竖直分速度减为零，在竖直方向，在板间和板外，两过程具有对称性，所以板间的加速度ag，即Eqmgma，即Eq2mg，场强大小为Eq1LgL2v0v07图甲中的

9、直线为一静电场中的电场线，一不计重力的带负电粒子从电场线上的M点沿电场线运动至N点，假设粒子仅受电场力作用，图乙描述了该粒子速度的平方随其位移的变化规律则()A粒子在M点所受的电场力等于在N点所受的电场力B该电场线上的电场方向由N点指向M点C粒子由M点向N点运动的过程中，电场力做负功D粒子在N点的电势能大于在M点的电势能1解析：AB由运动学公式v2v22ax可知，v2x图像的斜率为2a，即粒子受到的电场力大小不变，选项A正确；从M点到N点粒子的动能变大，电场力做正功，粒子电势能变小，由M点至N点电场线上的电势升高，则电场线上的电场方向由N点指向M点，选项B正确，C、D错误8如图甲所示，两平行金

10、属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是()甲乙-4-C若t时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D若t时刻释放电子，电子必然打到左极板上会在两板间振动，所以A正确，B错；若从t时刻释放电子，电子先加速，再减速，有可能t时刻释放电子，电子有可能达到右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，A若t0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B若t0时刻释放电子，电子可能在两板间振动T43T8解析：AC若t0时刻释放电子，电子将重复先加速后减速的运动，直到打到右极板，不T

11、TT444电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，所以C正确；同理，若从3T8所以D项错误；此题考查带电粒子在交变电场中的运动三、非选择题(本题共2小题，共44分写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(68520225)(22分)(2017湖北孝感第一次联考)如图甲所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为UAB1125V，现有大量的电子由A板从静止开始加速后，沿两平行金属板CD的中线进入到偏转电场平行金属板C、D长L14102m，板间距离d8103m，在距离C、D右侧边缘L20.1m处有一足够大的荧光屏P，当C、D之间未加电压时电子沿C、D板的中

12、线穿过，打在荧光屏上的O点并发出荧光现给金属板C、D之间加一个如图乙所示的变化电压UDC(D板接电源的正极)已知电子质量为m9.01031kg，电荷量为e1.61019C求：(1)电子从B板上的小孔射出时的速率v0；(2)打在荧光屏上的电子的最大动能；(3)一起上下调整A、B，使电子能够在C、D板左侧任意位置仍以速度v0沿平行于C、D板的方向进入到偏转电场中，求电子打到荧光屏上亮线的长度(只考虑竖直方向)10解析：(1)电子经A、B两块金属板加速，由eUAB2mv2解得v02.0107m/s.(2)电子在水平方向做匀速运动，通过C、D板间的时间-5-v020.5L1，可以得到vy4.0106m

13、/s，vy0.5d够到达荧光屏上亮线最下端，设此时电子竖直方向位移为y2，则由平抛运动推论可得0.5L1Lt12.0109s.电子通过时间极短，可认为通过时电场恒定，电子在电场中做类平抛运动，当C、D间电压1eUmax最大时，竖直方向的位移y2ayt22dmt26.0103m，d竖直方向位移大于，电子将打到下极板上而不出电场，所以电子刚好从下极板边缘飞出时，v竖直方向速度最大，动能最大，由平抛运动推论得01102电子的最大动能Ekmax2mv22m(v2vy)1.91016J.(3)当电子在靠近上极板射入，偏转电压为0时，电子做匀速直线运动通过偏转电场，此时打在荧光屏上亮线最上端当电子从D板下

14、端边缘通过，竖直方向速度最大时，电子能打到荧光屏上亮线最下端，根据ymax6.0103m可得到，当电子从距离D板高度6.0103m处射入偏转电场时，能0.5L1L2ymaxy2，解得y23.6102m，所以电子打到荧光屏上亮线的长度是y3.6102m2.0103m3.8102m.答案：(1)2.0107m/s(2)1.91016J(3)3.8102m10(22分)(2017江西九江三十校第一次联考)如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从y轴上的A点以初速度v0水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为37.(sin370.6)(1)若带电小球恰好能

15、垂直于M板从其中心小孔B进入两板间，试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度v0；(2)若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量-6-5q2cosv0t，tan0.v带电小球在竖直方向上下落的距离为hgt2，所以小球抛出点A的纵坐标为yhsin，4mg之间的关系满足E，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上解析：(1)设小球由y轴上的A点运动到金属板M的中点B的时间为t，由题意，在与x轴平行的方向上，有：Lgt12L2联立以上各式并代入数据可解得v03gL，yL，t2，h.1710302L4L15g15所以小球抛出点A的坐标为0，L，小球抛出时的初速度大小为v01017