2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 專(zhuān)題強(qiáng)化九 帶電粒子（帶電體）在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題學(xué)案.docVIP

專(zhuān)題強(qiáng)化九帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題專(zhuān)題解讀1.本專(zhuān)題是動(dòng)力學(xué)和能量觀(guān)點(diǎn)在帶電粒子(帶電體)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)用，高考常以計(jì)算題出現(xiàn)2學(xué)好本專(zhuān)題，可以加深對(duì)動(dòng)力學(xué)和能量知識(shí)的理解，能靈活應(yīng)用受力分析、運(yùn)動(dòng)分析特別是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng))的方法與技巧，熟練應(yīng)用能量觀(guān)點(diǎn)解題3用到的知識(shí)：受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、能量觀(guān)點(diǎn)命題點(diǎn)一示波管的工作原理1如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間都沒(méi)有加電壓，則電子槍射出的電子束沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑2YY上加的是待顯示的信號(hào)電壓XX上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫做掃描電壓，若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象. (圖1)圖1例1如圖2所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計(jì))，經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線(xiàn)KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板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M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)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)，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力圖2(1)求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大??；(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；(3)若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；速度與電場(chǎng)垂直；不計(jì)重力答案(1) (2)(3)減小U1或增大U2解析(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理得eU1mv0解得v0(2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)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t，加速度為a，電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y.由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得t，F(xiàn)ma，F(xiàn)eE，E，yat2解得y.(3)減小加速電壓U1；增大偏轉(zhuǎn)電壓U2. 1(多選)示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖1所示如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的()A極板X(qián)應(yīng)帶正電B極板X(qián)應(yīng)帶正電C極板Y應(yīng)帶正電D極板Y應(yīng)帶正電答案AC解析根據(jù)亮斑的位置，電子水平方向偏向X，豎直方向偏向Y，電子受到電場(chǎng)力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此極板X(qián)、極板Y均應(yīng)帶正電2圖3(a)為示波管的原理圖如果在電極YY之間所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到圖形是()(a)圖3答案B命題點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1常見(jiàn)的交變電場(chǎng)常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等2常見(jiàn)的題目類(lèi)型(1)粒子做單向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究)3思維方法(1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律)，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱(chēng)性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移、做功或確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件(2)分析時(shí)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系(3)注意對(duì)稱(chēng)性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用例2如圖4(a)所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖(b)所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上則t0可能屬于的時(shí)間段是()圖4A0t0B.t0C.t0TDTt0答案B解析設(shè)粒子的速度方向、位移方向向右為正依題意知，粒子的速度方向時(shí)而為正，時(shí)而為負(fù)，最終打在A板上時(shí)位移為負(fù)，速度方向?yàn)樨?fù)分別作出t00、時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象，如圖所示由于速度圖線(xiàn)與時(shí)間軸所圍面積表示粒子通過(guò)的位移，則由圖象知，0t0與t0T時(shí)粒子在一個(gè)周期內(nèi)的總位移大于零，t0時(shí)粒子在一個(gè)周期內(nèi)的總位移小于零；t0T時(shí)情況類(lèi)似因粒子最終打在A板上，則要求粒子在每個(gè)周期內(nèi)的總位移應(yīng)小于零，對(duì)照各項(xiàng)可知B正確因電場(chǎng)隨時(shí)間變化，交變電場(chǎng)中帶電粒子所受到電場(chǎng)力出現(xiàn)周期性變化，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)多個(gè)階段，分段分析是常見(jiàn)的解題思路若要分析運(yùn)動(dòng)的每個(gè)細(xì)節(jié)，一般采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的觀(guān)點(diǎn)分析，借助速度圖象能更全面直觀(guān)地把握運(yùn)動(dòng)過(guò)程，處理起來(lái)比較方便3(多選)(2015山東理綜20)如圖5甲，兩水平金屬板間距為d，板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示t0時(shí)刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線(xiàn)射入兩板間，0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與金屬板接觸重力加速度的大小為g.關(guān)于微粒在0T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述，正確的是()圖5A末速度大小為v0B末速度沿水平方向C重力勢(shì)能減少了mgdD克服電場(chǎng)力做功為mgd答案BC解析因0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，故E0qmg；在時(shí)間內(nèi)，粒子只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，在t時(shí)刻的豎直速度為vy1，水平速度為v0；在T時(shí)間內(nèi)，由牛頓第二定律2E0qmgma，解得ag，方向向上，則在tT時(shí)刻，vy2vy1g0，粒子的豎直速度減小到零，水平速度為v0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；微粒的重力勢(shì)能減小了Epmgmgd，選項(xiàng)C正確；從射入到射出，由動(dòng)能定理可知，mgdW電0，可知克服電場(chǎng)力做功為mgd，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B、C.4如圖6甲所示，A和B是真空中正對(duì)面積很大的平行金屬板，O是一個(gè)可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源，O到A、B的距離都是l.現(xiàn)在A、B之間加上電壓，電壓UAB隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示已知粒子源在交變電壓的一個(gè)周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生300個(gè)粒子，粒子質(zhì)量為m、電荷量為q.這種粒子產(chǎn)生后，在電場(chǎng)力作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)設(shè)粒子一旦碰到金屬板，它就附在金屬板上不再運(yùn)動(dòng)，且電荷量同時(shí)消失，不影響A、B板電勢(shì)不計(jì)粒子的重力，不考慮粒子之間的相互作用力已知上述物理量l0.6m，U01.2103V，T1.2102s，m51010kg，q1.0107C.圖6(1)在t0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子，會(huì)在什么時(shí)刻到達(dá)哪個(gè)極板？(2)在t0到t這段時(shí)間內(nèi)哪個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達(dá)A板？(3)在t0到t這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子有多少個(gè)可到達(dá)A板？答案(1)103s到達(dá)A極板(2)4103s(3)100個(gè)解析(1)根據(jù)圖乙可知，從t0時(shí)刻開(kāi)始，A板電勢(shì)高于B板電勢(shì)，粒子向A板運(yùn)動(dòng)因?yàn)閤()23.6 ml，所以粒子從t0時(shí)刻開(kāi)始，一直加速到達(dá)A板設(shè)粒子到達(dá)A板的時(shí)間為t，則lt2解得t103 s.(2)在0時(shí)間內(nèi)，粒子的加速度大小為a12105 m/s2.在T時(shí)間內(nèi)，粒子的加速度大小為a24105 m/s2.可知a22a1，若粒子在0時(shí)間內(nèi)加速t，再在T時(shí)間內(nèi)減速剛好不能到達(dá)A板，則la1tt解得t2103 s因?yàn)?103 s，所以在t4103 s時(shí)刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達(dá)A板(3)因?yàn)榱Ｗ釉丛谝粋€(gè)周期內(nèi)可以產(chǎn)生300個(gè)粒子，而在0時(shí)間內(nèi)的前時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子可以到達(dá)A板，所以到達(dá)A板的粒子數(shù)n300100(個(gè))命題點(diǎn)三電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題1動(dòng)力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)(1)由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子所受電場(chǎng)力和重力都是恒力，可用正交分解法(2)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析要全面，特別注意重力是否需要考慮的問(wèn)題2能量的觀(guān)點(diǎn)(1)運(yùn)用動(dòng)能定理，注意過(guò)程分析要全面，準(zhǔn)確求出過(guò)程中的所有力做的功，判斷選用分過(guò)程還是全過(guò)程使用動(dòng)能定理(2)運(yùn)用能量守恒定律，注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn)例3如圖7所示，在E103V/m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線(xiàn)平行，其半徑R40 cm，N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電q104 C的小滑塊質(zhì)量m10 g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5 m的M處，g取10 m/s2，求：圖7(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道的最高點(diǎn)Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)？(2)這樣運(yùn)動(dòng)的小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？光滑半圓形絕緣軌道；與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15.答案(1)7m/s(2)0.6N解析(1)設(shè)小滑塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為v，由牛頓第二定律得mgqEm小滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mg2RqE2R(mgqE)xmv2mv聯(lián)立方程組，解得：v07m/s.(2)設(shè)小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為v，則從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)P點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得(mgqE)R(qEmg)xmv2mv又在P點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FNm代入數(shù)據(jù)，解得：FN0.6N由牛頓第三定律得，小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNFN0.6N.5(多選)在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出，其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖8所示，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上，M為軌跡的最高點(diǎn)，小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8J，在M點(diǎn)的動(dòng)能為6J，不計(jì)空氣的阻力，則下列判斷正確的是()圖8A小球水平位移x1與x2的比值為13B小球水平位移x1與x2的比值為14C小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為32JD小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中最小動(dòng)能為6J答案AC解析小球在水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，小球在豎直方向上升和下落的時(shí)間相同，由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系可知水平位移x1x213，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)小球在M點(diǎn)時(shí)的水平分速度為vx，則小球在B點(diǎn)時(shí)的水平分速度為2vx，根據(jù)題意有mv8 J，mv6 J，因而在B點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能為EkBm232 J，選項(xiàng)C正確；由題意知，小球受到的合外力為重力與電場(chǎng)力的合力，為恒力，小球在A點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)合與速度之間的夾角為鈍角，小球在M點(diǎn)時(shí)，速度與F合之間的夾角為銳角，即F合對(duì)小球先做負(fù)功再做正功，由動(dòng)能定理知，小球從A到M過(guò)程中，動(dòng)能先減小后增大，小球從M到B的過(guò)程中，合外力一直做正功，動(dòng)能一直增大，故小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中最小動(dòng)能一定小于6 J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6.如圖9所示，在傾角37的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E4103N/C，在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板質(zhì)量m0.2 kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下，滑到斜面底端以與擋板相碰前的速率返回已知斜面的高度h0.24 m，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，滑塊帶電荷量q5.0104 C，取重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：圖9(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大小；(2)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程s和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q.答案(1)2.4m/s(2)1m0.96J解析(1)滑塊沿斜面滑下的過(guò)程中，受到的滑動(dòng)摩擦力Ff(mgqE)cos370.96N設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理得(mgqE)hFfmv2解得v2.4m/s.(2)滑塊最終將靜止在斜面底端，因此重力勢(shì)能和電勢(shì)能的減少量等于克服摩擦力做的功，(mgqE)hFfs解得滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程：s1mQFfs0.96J題組1示波管的工作原理1(多選)示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1甲所示如果偏轉(zhuǎn)電極XX、YY之間都沒(méi)有加電壓，電子束將打在熒光屏中心如果在偏轉(zhuǎn)電極XX之間和YY之間加上圖丙所示的幾種電壓，熒光屏上可能會(huì)出現(xiàn)圖乙中(a)、(b)所示的兩種波形則()甲圖1A若XX和YY分別加電壓(3)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形B若XX和YY分別加電壓(4)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形C若XX和YY分別加電壓(3)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形D若XX和YY分別加電壓(4)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形答案AC解析要使熒光屏上出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形，XX加掃描電壓(3)，YY加正弦電壓(1)，則A正確；要使熒光屏上出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形，XX加掃描電壓(3)，YY加方波電壓(2)，則C正確2如圖2是示波管的原理圖它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極(XX和YY)、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY上都沒(méi)有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點(diǎn)圖2(1)帶電粒子在_區(qū)域是加速的，在_區(qū)域是偏轉(zhuǎn)的(2)若UYY0，UXX0，則粒子向_板偏移，若UYY0，UXX0，則粒子向_板偏移答案(1)(2)YX題組2帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3.將如圖3所示的交變電壓加在平行板電容器A、B兩板上，開(kāi)始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高，這時(shí)有一個(gè)原來(lái)靜止的電子正處在兩板的中間，它在電場(chǎng)力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大，下列說(shuō)法正確的是()圖3A電子一直向著A板運(yùn)動(dòng)B電子一直向著B(niǎo)板運(yùn)動(dòng)C電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回向B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)D電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回向A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)答案D解析根據(jù)交變電壓的變化規(guī)律，作出電子的加速度a、速度v隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)，如圖甲、乙從圖中可知，電子在第一個(gè)內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在這半周期內(nèi)，因初始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高，所以電子向B板運(yùn)動(dòng)，加速度大小為.在第三個(gè)內(nèi)電子做勻加速運(yùn)動(dòng)，第四個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，但在這半個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向與前半個(gè)周期相反，向A板運(yùn)動(dòng)，加速度大小為.所以電子在交變電場(chǎng)中將以t時(shí)刻所在位置為平衡位置做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，綜上分析選項(xiàng)D正確4.一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，在t0時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖4所示不計(jì)重力求在t0到tT的時(shí)間間隔內(nèi)：圖4(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間答案(1)T2，方向沿初始電場(chǎng)的正方向(2)解析(1)帶電粒子在0、T時(shí)間間隔內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度分別為a1、a2、a3、a4，由牛頓第二定律得a1a2a3a4由此得帶電粒子在0T時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)間圖象如圖(a)所示，對(duì)應(yīng)的速度時(shí)間圖象如圖(b)所示，其中v1a1由圖(b)可知，帶電粒子在t0到tT的時(shí)間間隔內(nèi)的位移大小為xv1由式得xT2方向沿初始電場(chǎng)的正方向(2)由圖(b)可知，粒子在tT到tT內(nèi)沿初始電場(chǎng)的反方向運(yùn)動(dòng)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t為tTT5如圖5甲所示，兩平行金屬板間距為d，加上如圖乙所示的電壓，電壓的最大值為U0，周期為T(mén).現(xiàn)有一離子束，其中每個(gè)離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，從與兩板等距處沿著與板平行的方向連續(xù)地射入兩板間的電場(chǎng)中設(shè)離子通過(guò)平行板所需的時(shí)間恰好為T(mén)(與電壓變化周期相同)，且所有離子都能通過(guò)兩板間的空間打在右端的熒光屏上，求離子擊中熒光屏上的位置的范圍(不計(jì)離子重力)圖5答案y解析各個(gè)離子在板間電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向上都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以每個(gè)離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)所需的時(shí)間都是T，但由于不同的離子進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)刻不同，兩板間的電壓的變化情況不同，因此它們的側(cè)向位移也會(huì)不同如果離子在t0、T、2T時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，則離子先在兩板間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，側(cè)向位移為y1，然后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，側(cè)向位移為y2，如圖甲所示，這些離子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，其側(cè)向位移有最大值ymax，由題意可知y1a()2.偏轉(zhuǎn)時(shí)離子的豎直分速度為vya.在之后的內(nèi)離子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，向下運(yùn)動(dòng)的距離為y2vy.所以離子偏離中心線(xiàn)的最大距離為ymaxy1y2.如果離子在t、時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，兩板間電壓為零，離子先在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)后，兩板間電壓為U0，離子開(kāi)始偏轉(zhuǎn)，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，側(cè)向位移為y1，如圖乙所示，這些離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移最小，則ymin.如果離子不是在上述兩種時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，那么離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移在ymin與ymax之間綜上所述，離子擊中熒光屏上的位置范圍為y.甲乙題組3電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題6如圖6所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對(duì)平行放置工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛在兩金屬板中間，則()圖6A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C乒乓球共受到電場(chǎng)力、重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開(kāi)后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞答案D解析兩極板間電場(chǎng)由正極板指向負(fù)極板，鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集，故乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，A錯(cuò)誤；乒乓球不可能吸在左極板上，B錯(cuò)誤；庫(kù)侖力就是電場(chǎng)力，C錯(cuò)誤；乒乓球與右極板接觸后帶正電，在電場(chǎng)力作用下向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，碰到負(fù)極板正電荷與負(fù)極板上的負(fù)電荷中和后帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下又向正極板運(yùn)動(dòng)，這樣會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞，D正確7.如圖7所示，O、A、B、C為一粗糙絕緣水平面上的三點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，一電荷量為Q的點(diǎn)電荷固定在O點(diǎn)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小金屬塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)由靜止沿它們的連線(xiàn)向右運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)速度最大，其大小為vm，小金屬塊最后停止在C點(diǎn)已知小金屬塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，AB間距離為L(zhǎng)，靜電力常量為k，則()圖7A在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為B在小金屬塊由A向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電勢(shì)能先增大后減小COB間的距離為D從B到C的過(guò)程中，小金屬塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能答案C解析小金屬塊從A到B過(guò)程，由動(dòng)能定理得：qUABmgLmv0，得A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB，故A錯(cuò)誤；小金屬塊由A點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做正功，電勢(shì)能一直減小，故B錯(cuò)誤；由題意知，A到B過(guò)程，金屬塊做加速運(yùn)動(dòng)，B到C過(guò)程做減速運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)金屬塊所受的滑動(dòng)摩擦力與庫(kù)侖力平衡，則有mgk，得r，故C正確；從B到C的過(guò)程中，小金屬塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能和內(nèi)能，故D錯(cuò)誤8如圖8所示，一絕緣“”形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶