（高中物理）專題23帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

1、專題23 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)一、高考題1. ·理綜物理圖5是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對礦粉別離的過程，以下表述正確的有2. (·理綜)兩個(gè)固定的等量異號點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，那么粒子在電場中a做直線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大b做直線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變大后變小c做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大d做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變大后變小3·理綜如下列圖，abcd為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，ab段光滑水

2、平，bc段為光滑圓弧，對應(yīng)的圓心角=37°，半徑r=，cd段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場強(qiáng)大小為e=2×105n/c、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量m=5×10-2kg、電荷量q=+1×10-6c的小物體視為質(zhì)點(diǎn)被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在c點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過c點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，0.1s以后，場強(qiáng)大小不變，方向反向。斜軌與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 1求彈簧槍對小物體所做的功

3、； 2在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為p，示cp的長度。相關(guān)知識。二、模擬題1. 年3月一模一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅在電場力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的v-t圖象如下列圖，其中ta和tb是電荷運(yùn)動(dòng)到電場中a、ba點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做負(fù)功b. a點(diǎn)處的電場線比b點(diǎn)處的電場線密c. a、b兩點(diǎn)電勢的關(guān)系為2年3月東北四校一模如下列圖，質(zhì)量為m、半徑為r的圓形光滑絕緣軌道放在水平地面上固定的m、n兩豎直墻壁間，圓形軌道與墻壁間摩擦忽略不計(jì)，在軌道所在平面加一豎直向上的場強(qiáng)為e的勻強(qiáng)電場。p、q兩點(diǎn)分別為軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，在p點(diǎn)有一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電的小球，現(xiàn)給小球一初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)做

4、圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，那么有關(guān)以下說法正確的選項(xiàng)是a小球通過p點(diǎn)時(shí)對軌道一定有壓力b小球通過p點(diǎn)時(shí)的速率一定大于通過q點(diǎn)時(shí)的速率c從p到q點(diǎn)的過程中，小球的機(jī)械能一定增加d假設(shè)mg> qe，要使小球能通過q點(diǎn)且保證圓形軌道不脫離地面，速度v0應(yīng)滿足的關(guān)系是：v0<。3年3月市一模在光滑絕緣水平面的p點(diǎn)正上方o點(diǎn)固定了一電荷量為+q的正點(diǎn)電荷，在水平面上的n點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)量為m，電荷量為-q的負(fù)檢驗(yàn)電荷，該檢驗(yàn)電荷經(jīng)過p點(diǎn)時(shí)速度為v，圖中=60°，規(guī)定電場中p點(diǎn)的電勢為零。那么在+q形成的電場中an點(diǎn)電勢高于p點(diǎn)電勢bn點(diǎn)電勢為cp點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是n點(diǎn)的

5、2倍d檢驗(yàn)電荷在n點(diǎn)具有的電勢能為點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，p點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是n點(diǎn)的4倍，選項(xiàng)c錯(cuò)誤。4. 年3月六校聯(lián)考真空中，兩個(gè)相距l(xiāng)的固定點(diǎn)電荷e、f所帶電荷量分別為qe和qf，在它們共同形成的電場中，有一條電場線如圖中實(shí)線所示，實(shí)線上的箭頭表示電場線的方向。電場線上標(biāo)出了m、n兩點(diǎn)，其中n點(diǎn)的切線與ef連線平行，且nef>nfe。那么 ae帶正電，f帶負(fù)電，且qeqfb在m點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的檢驗(yàn)電荷，檢驗(yàn)電荷將沿電場線運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)c過n點(diǎn)的等勢面與過n點(diǎn)的切線垂直 d負(fù)檢驗(yàn)電荷在m點(diǎn)的電勢能大于在n點(diǎn)的電勢能5. 年3月質(zhì)檢電場中某三條等勢線如圖實(shí)線a、b、c所示。一電子僅在電場力

6、作用下沿直線從p運(yùn)動(dòng)到q，電勢a>b>c，這一過程電子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能是以下各圖中的6重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)盟第一次聯(lián)考如下列圖，長為l、傾角為=30°的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的a點(diǎn)開始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，那么( )abcv0a小球在b點(diǎn)的電勢能一定大于小球在a點(diǎn)的電勢能ba、b兩點(diǎn)的電勢差一定為c假設(shè)電場是勻強(qiáng)電場，那么該電場的場強(qiáng)的最大值一定是d假設(shè)該電場是ac邊中垂線上某點(diǎn)的點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的，那么q一定是正電荷711分年2月晉江四校第二次聯(lián)考如下列圖，質(zhì)量為m，帶電量為+q的微粒在o點(diǎn)以初速度v0與水

7、平方向成q 角射出，微粒在運(yùn)動(dòng)中受阻力大小恒定為f。 如果在某方向加上一定大小的勻強(qiáng)電場后，能保證微粒仍沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng)，試求所加勻強(qiáng)電場的最小值的大小與方向。 假設(shè)加上大小一定，方向水平向左的勻強(qiáng)電場，仍能保證微粒沿vo方向做直線運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過一段時(shí)間后又返回o點(diǎn)，求微?；氐給點(diǎn)時(shí)的速率。812分期末如圖，a、b兩點(diǎn)所在的圓半徑分別為r1和r2，這兩個(gè)圓為同心圓，圓心處有一帶正電為+q的點(diǎn)電荷，內(nèi)外圓間的電勢差為u。一電子僅在電場力作用下由a運(yùn)動(dòng)到b，電子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度為v。假設(shè)電子質(zhì)量為m，帶電量為e。求：+v0r1r2ab+qv1電子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的加速度大小。2電子在a點(diǎn)時(shí)的速度大小v0

8、。9.(16分名校聯(lián)考直流電源的路端電壓u=182 v。金屬板ab、cd、ef、gh相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上的觸點(diǎn)a、b、c、d連接。變阻器上ab、bc、cd段電阻之比為123?？護(hù)1正對b和e，孔o(hù)2正對d和g。邊緣f、h正對。一個(gè)電子以初速度v0=4×106 m/s沿ab方向從a點(diǎn)進(jìn)入電場，恰好穿過孔o(hù)1和o2后，從h點(diǎn)離開電場。金屬板間的距離l1=2 cm，l2=4 cm，l3=6 cm。電子質(zhì)量me=9.1×10-31 kg，電量q=1.6×10-19 c。正對兩平行板間可視為勻強(qiáng)電場，求： 1各相對兩板間的電場強(qiáng)度。2電子離開h點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

9、3四塊金屬板的總長度ab+cd+ef+gh。10、14分年2月中學(xué)下學(xué)期一調(diào)考試粗糙絕緣的水平面附近存在一個(gè)平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢j與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示：123456789x/m/105v1. 50根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出如右的jx圖像?，F(xiàn)有一質(zhì)量為´10-7c帶正電荷的滑塊可視作質(zhì)點(diǎn)，其與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.20。問：1由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息，寫出沿x軸的電勢j與x的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。2假設(shè)將滑塊無初速地放在x=處，那么滑塊最終停止在何處？3在上述第2問的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，它的加速度如何變化？當(dāng)它位于x=時(shí)它的加速度多大

10、？電場中某點(diǎn)場強(qiáng)為jx圖線上某點(diǎn)對應(yīng)的斜率4假設(shè)滑塊從x=處以初速度v0沿-x方向運(yùn)動(dòng)，要使滑塊恰能回到出發(fā)點(diǎn)，其初速度v0應(yīng)為多大？可解得x2=舍去x2=。2分1119分年2月八中檢測如下列圖，兩平行金屬板a、b長l=8cm，兩板間距離d=8cm，a板比b板電勢高300v，一不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量q10-10c，質(zhì)量m10-20kg，沿電場中心線rd垂直電場線飛入電場，初速度02×106m/s，粒子飛出平行板電場后可進(jìn)入界面mn、ps間的無電場區(qū)域。兩界面mn、ps相距為12cm，d是中心線rd與界面ps的交點(diǎn)。求:1粒子穿過界面mn時(shí)偏離中心線rd的距離以及速度大?。?粒子

11、到達(dá)ps界面時(shí)離d點(diǎn)的距離為多少？3設(shè)o為rd延長線上的某一點(diǎn)，我們可以在o點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷，使粒子恰好可以繞o點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求在o點(diǎn)固定的負(fù)點(diǎn)電荷的電量為多少？靜電力常數(shù)k = 90×109n·m2/c2，保存兩位有效數(shù)字12. (15分) 四校聯(lián)考如下列圖，固定于同一條豎直線上的a、b是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量分別為q和q，a、b相距為2d。mn是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m、電荷量為+q可視為點(diǎn)電荷，不影響電場的分布。，現(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷a等高的c處由靜止開始釋放，小球p向下運(yùn)動(dòng)到距c點(diǎn)距離為d的o點(diǎn)時(shí)，速度為v。mn

12、與ab之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g。求：1c、o間的電勢差uco； 2o點(diǎn)處的電場強(qiáng)度e的大小及小球p經(jīng)過o點(diǎn)時(shí)的加速度；3小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷b等高的d點(diǎn)時(shí)的速度。13、16分崇明期末真空中電量為q的點(diǎn)電荷電場中，假設(shè)取無窮遠(yuǎn)為零電勢點(diǎn)，那么離電荷距離為r的某點(diǎn)的電勢表達(dá)式為k為靜電力常數(shù)。如下列圖，帶正電的甲球固定在足夠大的光滑絕緣水平面上的a點(diǎn)，其帶電量為q；質(zhì)量為m、帶正電的乙球在水平面上的b點(diǎn)由靜止釋放，其帶電量為q；a、b兩點(diǎn)間的距離為l0。釋放后的乙球除受到甲球的靜電力作用外，還受到一個(gè)大小為、方向指向甲球的恒力作用，兩球均可視為點(diǎn)電荷。求：1乙球在釋放瞬間的加速

13、度大小；2乙球的速度最大時(shí)兩個(gè)電荷間的距離；3乙球運(yùn)動(dòng)的最大速度vm為多少？4乙球運(yùn)動(dòng)過程中，離開甲球的最大距離和最小距離是多少？14.年3月“江南十校高三聯(lián)考如下列圖，光滑水平軌道與半徑為r的光滑豎直半圓軌道在b點(diǎn)平滑連接。在過圓心o的水平界面mn的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為+q的小球從水平軌道上a點(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)離開圓軌道后，經(jīng)界面mn上的p點(diǎn)進(jìn)入電場p點(diǎn)恰好在a點(diǎn)的正上方，如圖。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)之前電量保持不變，經(jīng)過c點(diǎn)后電量立即變?yōu)榱?。a、b間距離為2r，重力加速度為g。在上述運(yùn)動(dòng)過程中，求：1電場強(qiáng)度e的大?。?小球在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)最大速率；3小球?qū)A軌道的最大壓力的大小。1512分年一模如下列圖，在光滑絕緣水平面上b點(diǎn)的正上方o處固定一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在水平面上的a點(diǎn)放另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量均為m，帶電量均為+q 。c為ab直線上的另一點(diǎn)o、a、b、c位于同一豎直平面上，ao間的距離為l，ab和bc間的距離均為，在空間加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場后a處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止。試問：1該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)多大？其方向如何？2給a處的質(zhì)點(diǎn)一個(gè)指向c點(diǎn)的初速度，該質(zhì)點(diǎn)