高考物理复习作业手册解析第6讲　带电粒子在电场中地运动

高考试题库（）我的高考我做主！第PAGE\*Arabic1页共4页学优高考网（）我的高考我做主！高考试题库（）我的高考我做主！专题限时集训(六)[第6讲带电粒子在电场中的运动](时间：40分钟)图6－11．真空中某点电荷产生的电场中，有a、b、c三个点，其中a、b两点场强方向如图6－1所示，以下各量大小判断正确的是()A．电场强度大小Ea＝Eb＝EcB．电势φa＝φb＝φcC．电势差UOa＝UOb＝UOcD．电势差UOa＝UOb<UOc2．带有等量异种电荷的一对平行金属板，上极板带正电荷．如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它们的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图6－2所示的曲线(电场方向未画出)，虚线MN是穿过两极板正中央的一条直线．关于这种电场，以下说法正确的是()图6－2A．平行金属板间的电场，可以看做匀强电场B．b点的电势高于d点的电势C．b点的电势低于c点的电势D．若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿着电场线运动到负极板图6－33．如图6－3所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a处点电荷的位置，使O点的电场强度改变，下列叙述正确的是()A．移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿OeB．移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿OdC．移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿OcD．移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe图6－44．一带正电的试探电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x＝－∞向x＝＋∞运动，其速度v随位置x变化的图像如图6－4所示．x＝x1和x＝－x1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大．则在x轴上()A．x＝x1和x＝－x1两处，电场强度相同B．x＝x1和x＝－x1两处，电场强度最大C．x＝0处电势最小D．从x＝x1运动到x＝＋∞过程中，电荷的电势能逐渐增大图6－55．如图6－5所示是阴极射线示波管的聚焦电场．实线为电场线，虚线为等差等势线．a、b、c为从左侧进入聚焦电场的电子运动的轨迹上的三个点．不计电子的重力，则()A．电场中a点的电势高于c点的电势B．电子经a点的动能大于经c点的动能C．电子经b点的加速度大于经c点的加速度D．电子经b点的电势能大于经c点的电势能6．如图6－6所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xOy，当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′＝2V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′＝－1V时，荧光屏上光点的坐标为(4，－1)，则当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′＝1V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′＝2V时，荧光屏上光点的坐标为()图6－6A．(2，－2)B．(4，－2)C．(2，2)D．(4，2)7．如图6－7所示，在一方向竖直向上、大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为q的液滴以某一初速度竖直向下做匀减速直线运动，其加速度大小为eq\f(0.8qE,m)，液滴图6－7位移为x时速度变为零，则该过程液滴的()A．动能减少了qExB．电势能增加了qExC．机械能增加了0.8qExD．重力势能减少了0.8qEx图6－88．如图6－8所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E.一根不可伸长的绝缘细线长度为l，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点，把小球拉到使细线水平的位置A，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ＝60°角的位置B时速度为零．以下说法中正确的是()A．小球在B位置处于平衡状态B．小球受到的重力与电场力的关系是eq\r(3)Eq＝mgC．小球将在AB之间往复运动，且幅度将逐渐减小D．小球从A运动到B过程中，电场力对其做的功为－eq\f(1,2)qEl9．如图6－9所示，倾角为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一带电荷量为＋Q的点电荷，质量为m、带电荷量为－q的小物体(可看成质点)与斜面间的动摩擦因数为μ.现使小物体以初速度v0从斜面上的A点沿斜面上滑，到达B点时速度为零，然后又下滑回到A点．小物体所带电荷量保持不变，静电力常数为k，重力加速度为g，OA＝OB＝l.求：(1)小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度；(2)小物体返回到斜面上的A点时的速度．图6－910．如图6－10所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔．金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板的长度和两板间的距离均为l；距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间．电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用．(1)求电子到达小孔S2时的速度大小v；(2)若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N.电子打在荧光屏上形成一条亮线．忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定．①试分析在一个周期(即2t0时间)内单位长度亮线上的电子个数是否相同．②若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n；若不相同，试通过计算说明电子在荧光屏上的分布规律．甲乙图6－10专题限时集训(六)1．D[解析]将Ea、Eb反向延长交x轴于横坐标为4格的地方，即为场源电荷的位置，由E＝eq\f(kQ,r2)可得Ea＝Eb>Ec，选项A错误；a、b在同一等势面上，且φc<φa＝φb<φo，则Uoa＝Uob<Uoc，选项B、C错误，选项D正确．2．C[解析]由图中电场线的分布看，平行金属板间的电场不能看做匀强电场，选项A错误；虚线MN为一等势线，b点的电势等于d点的电势，选项B错误；上极板带正电荷，电场线由c指向d，b点的电势低于c点的电势，选项C正确；若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，若所处位置的电场线弯曲，它不沿着电场线运动到负极板，选项D错误．3．C[解析]等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心o处E＝E1＋E2，E1＝E2＝eq\f(kQ,r2)＝eq\f(E,2)；a处点电荷移至c处，o处的电场强度大小为eq\f(E,2)，方向沿oe，选项A错误；a处点电荷移至b处，o处的电场强度大小为eq\f(\r(3)E,2)，方向沿eod的角平分线，选项B错误；a处点电荷移至e处，o处的电场强度大小为eq\f(\r(3)E,2)，方向沿cod的角平分线，选项C正确；a处点电荷移至f处，o处的电场强度大小为eq\f(E,2)，方向沿ob，选项D错误．4．B[解析]x＝x1和x＝－x1两处，电场强度最大且大小相同，方向相反，选项A错误，选项B正确；仅在电场力作用下运动，动能和电势能之和保持不变，x＝0处电势能最大，电势最高，选项C错误；从x＝x1运动到x＝＋∞过程中，电荷的速度逐渐增大，电势能逐渐减小，选项D错误．5．CD[解析]沿电场线方向电势降低，故a点的电势低于c点的电势，A错误；电子由a点运动到c点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，B错误，D正确；等差等势面密集处电场强度大，故电子受到的电场力大，加速度大，C正确．6．C[解析]示波管某方向的偏转位移与电压成正比，在XX′这对电极上，x∝UXX′，当电压UXX′＝1V时，x＝2；在YY′这对电极上，y∝UYY′，当电压UYY′＝2V时，y＝2；选项C正确．7．B[解析]由牛顿第二定律，有Eq－mg＝meq\f(0.8qE,m)，则重力mg＝0.2qE，重力做功0.2qEx,重力势能减少了0.2qEx，选项D错误；由动能定理，有ma·x＝ΔEk，动能减少了0.8qEx，选项A错误；电场力做功－qEx，电势能增加了qEx，机械能减少了qEx，选项B正确，选项C错误．8．D[解析]小球由A到B时，由动能定理，有mglsin60°－Eqleq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－cos60°))＝0，则Eq＝eq\r(3)mg，选项B错误，选项D正确；小球在B位置合力不为0，不处于平衡状态，选项A错误；小球将在A、B之间往复运动，且幅度不变，选项C错误．9.(1)eq\f(mgsinθ＋μ\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(mgcosθ＋k\f(Qq,（lsinθ）2))),m)(2)eq\r(4glsin2θ－veq\o\al(2,0))[解析](1)对小物体，由牛顿第二定律，有FN＝mgcosθ＋keq\f(Qq,（lsinθ）2)mgsinθ＋μFN＝ma解得a＝eq\f(mgsinθ＋μ\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(mgcosθ＋k\f(Qq,（lsinθ）2))),m)(2)从A点出发到最高点和从最高点返回A点的过程，分别由动能定理，有0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－mglsin2θ＋Wfeq\f(1,2)mv2＝mglsin2θ＋Wf联立得：v＝eq\r(4glsin2θ－veq\o\al(2,0))10．(1)eq\r(\f(2eU0,m))(2)①单位长度亮线上的电子个数相同；②eq\f(4Nt0,9l)[解析](1)由动能定理，有eU0＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2eU0,m)).(2)①设电子在偏转电场P、Q中的运动时间为t1，P、Q间的电压为u.加速度a＝eq\f(eu,ml)垂直电场方向x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)平行电场方向l＝vt1联立解得x1＝eq\f(ul,4U0).电子出偏转电场时，在x方向的速度vx＝at1电子在偏转电场外做匀速运动，时间为t2水平方向l＝vt2竖直方向x2＝vxt2联立解得x2＝eq\f(ul,2U0)电子达到荧光屏上的位置x＝x1＋x2＝eq\f(3ul,4U0)对有电子穿过P、Q间的时间进行讨论：由图乙可知，在任意t时间内，P、Q间电压变化u相等．打在荧光屏上的电子形成的亮线长度Δx＝eq\f(3l,4U0)Δu.所以，在任意Δt时间内，亮线长度Δx相等．由题意可知，在任意Δt时间内，射出的电子个数是相同的．也就是说，在任意Δt时间内，射出的电子都分布在相等的亮线长度Δx范围内．因此，在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同．②现讨论2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数：当电子在PQ电场中的侧移量x1＝eq\f(l,2)时