十年高考試題分類解析物理專題帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、一2012年高考題1.（2012新課標(biāo)理綜）如圖，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子A.所受重力與電場(chǎng)力平衡B.電勢(shì)能逐漸增加C.動(dòng)能逐漸增加D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)1.【答案】：BD識(shí)。2（2012山東理綜）圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子A帶負(fù)電B在c點(diǎn)受力最大C在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化【答案】CD【解

2、析】由粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，該粒子受到圓心處正點(diǎn)電荷的排斥，該粒子帶正電，在a點(diǎn)受力最大，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；該粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；該電場(chǎng)等距等勢(shì)面ab之間電勢(shì)差大于bc之間的電勢(shì)差，由動(dòng)能定理可知，該粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，選項(xiàng)D正確?！究键c(diǎn)定位】此題考查帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)知識(shí)。3. (2012天津理綜)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)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(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開(kāi)電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中A做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B

3、做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小4（2012四川理綜）如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角=37，半徑r=2.5m，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(chǎng)強(qiáng)大小為E=2105N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m=510-2kg、電荷量q=+110-6C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(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，0.1s以后，場(chǎng)強(qiáng)大小不變，方向反向。已知斜軌與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25

4、。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(duì)小物體所做的功； （2）在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P，示CP的長(zhǎng)度。【解析】（1）設(shè)彈簧槍對(duì)小物體做功為Wf，由動(dòng)能定理得：Wf -mgr(1-cos)=mv02.代入數(shù)據(jù)得，Wf=0.475J。 （2）取沿平直斜軌道向上為正方向。設(shè)小物塊通過(guò)C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后的加速度為a1，0= v1+ a2 t2，s1= v1 t2+a2t22。設(shè)CP的長(zhǎng)度為s，有s= s1 +s2。聯(lián)立相關(guān)方程，代入數(shù)據(jù)解得：s=0.57m?！究键c(diǎn)定位】此題考查動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相關(guān)知識(shí)

5、。二2011年高考題1（2011江蘇物理第8題）一粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng)，從B點(diǎn)射出，電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面平行，不計(jì)粒子的重力。下列說(shuō)法正確的有A粒子帶負(fù)電荷B粒子的加速度先不變，后變小C粒子的速度不斷增大D粒子的電勢(shì)能先減小，后增大【答案】AB【點(diǎn)評(píng)】題中給出的等勢(shì)面是等差（相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等0等勢(shì)面。2（2011廣東理綜第21題.）圖8為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電，在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B.電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極C.帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與

6、電場(chǎng)方向相同D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大【解析】：由于集塵機(jī)與電源正極相連，到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷，電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極，帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，由F=qE可知，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大，選項(xiàng)BD正確AC錯(cuò)誤?！敬鸢浮浚築D【點(diǎn)評(píng)】此題考查靜電除塵器除塵機(jī)理。3.（2011福建理綜卷第20題）反射式速調(diào)管是常用的微波器械之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)程類似。如圖所示，在虛線兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是N

7、/C和N/C，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量，帶電量,A點(diǎn)距虛線的距離，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)。求：（1） B點(diǎn)到虛線的距離；（2） 帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。【解析】： （1）帶電微粒由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有qE1d1-qE2d2=0，解得d2=d2=0.50cm.（2）設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律有qE1=m a1，qE2=m a2，設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有d1=a1t12，d2=a2t22，t= t1+t2，聯(lián)立解得 t=1.510-8s。【點(diǎn)評(píng)】此題考查電場(chǎng)力、動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

8、、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等知識(shí)點(diǎn)。三2010年高考題1（2011安徽理綜卷第18題）圖（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)看到的圖形是解析：此題考查示波管。帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)。由電極YY之間所加的電壓按圖（b）所示的規(guī)律變化可知，在y方向圖形從y=0開(kāi)始且向+y方向運(yùn)動(dòng)；由在電極XX之間所加的電壓按圖（c）所示的規(guī)律變化可知，在x方向圖形從-x半個(gè)周期開(kāi)始，所以在熒光屏上會(huì)看到的圖形是B。答案：B2（2010全國(guó)新課標(biāo)理綜）.靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器。.某除塵器模型

9、的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面。.工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上。.若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)【解析】根據(jù)電場(chǎng)線的切線方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度方向，帶負(fù)電的粉塵所受電場(chǎng)力的方向?yàn)殡妶?chǎng)線的切線的反方向。原來(lái)靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，只可能是圖A所示?！敬鸢浮緼【點(diǎn)評(píng)】只有當(dāng)電場(chǎng)線為直線，初速度為零的帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重合。若帶電粒子初速度不為零，則帶電粒子一定向所受力的方向偏轉(zhuǎn)；若電場(chǎng)線為曲線，帶電粒子初速度為零，則帶

10、電粒子在電場(chǎng)力方向加速后一定向所受力的方向偏轉(zhuǎn)。3.（2010四川省理綜）如圖所示，圓弧虛線表示正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。光滑絕緣直桿沿電場(chǎng)方向水平放置并固定不動(dòng)，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊通過(guò)絕緣輕彈簧與固定點(diǎn)O相連，并以某一初速度從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，OMON。若滑塊在M、N時(shí)彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則A、滑塊從M到N的過(guò)程中，速度可能一直增大B、滑塊從位置1到2的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功比從位置3到4的小C、在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個(gè)位置D、在M、N之間可能存在只由電場(chǎng)力確定滑塊加速度大小的三個(gè)位置3.【答案】AC

11、D錯(cuò)誤。4（2010江蘇物理）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板A、B間的電壓UAB作周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為-kU0(k1)。電壓變化的周期為2，如圖乙所示。在t=0時(shí)，極板B附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。（1）若，電子在02r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿足的條件；（2）若電子在02r時(shí)間未碰到極板B，求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系；（3）若電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零，求k的值。解析：.（1）電子在0時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速

12、度大小a1=，位移x1=a12。在2時(shí)間內(nèi)先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，后反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2=，加速度的大小a2=速度增量v2=-a2(a)當(dāng)0t-2n時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)速度v=nv1+nv2+a1(t-2n)解得v=t-(k+1)n ,(n=0,1,2, ,99)(b)當(dāng)0t-(2n+1) 0)，質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0?，F(xiàn)有另一電荷為-q、質(zhì)量m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0。若忽略重力的影響，則A在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢(shì)最高B在O、A、B三點(diǎn)中，A點(diǎn)電勢(shì)最高COA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大DOA間的電勢(shì)差比BA

13、間的電勢(shì)差小答案AD5（2009年天津卷第5題）如圖所示，帶等量異號(hào)電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子（不計(jì)重力）以速度vM經(jīng)過(guò)M點(diǎn)在電場(chǎng)線上向下運(yùn)動(dòng)，且未與下板接觸，一段時(shí)間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)。則MNvMvNA.粒子受電場(chǎng)力的方向一定由M指向NB.粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大C.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在N點(diǎn)的大D.電場(chǎng)中M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)【解析】由于帶電粒子未與下板接觸，可知粒子向下做的是減速運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)力向上，A錯(cuò)；粒子由M到N電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，速度增加，故B對(duì)C錯(cuò)；由于粒子和兩極板所帶電荷的電性未知，故不

14、能判斷M、N點(diǎn)電勢(shì)的高低，C錯(cuò)。答案：B6、（2009年福建卷第21題）如圖甲，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電量為q（q0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處?kù)o止釋放，滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過(guò)程沒(méi)有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。S0E甲tvt1t2t3Ov1vm乙（1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間t1（2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度

15、大小為vm過(guò)程中彈簧的彈力所做的功W；（3）從滑塊靜止釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中速度與時(shí)間關(guān)系v-t圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時(shí)刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時(shí)刻的速度大小，vm是題中所指的物理量。（本小題不要求寫出計(jì)算過(guò)程）【解析】本題考查的是電場(chǎng)中斜面上的彈簧類問(wèn)題。涉及到勻變速直線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)用動(dòng)能定理處理變力功問(wèn)題、最大速度問(wèn)題和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。（1）滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過(guò)程中作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，則有 qE+mgsin=ma 聯(lián)立

16、可得 （2）滑塊速度最大時(shí)受力平衡，設(shè)此時(shí)彈簧壓縮量為，則有 y0A(d,0)Ex7（2009年安徽卷第23題）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿軸的正方向，場(chǎng)強(qiáng)為E。在A（d，0）點(diǎn)有一個(gè)靜止的中性微粒，由于內(nèi)部作用，某一時(shí)刻突然分裂成兩個(gè)質(zhì)量均為的帶電微粒，其中電荷量為q的微粒1沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間到達(dá)（0，d）點(diǎn)。不計(jì)重力和分裂后兩微粒間的作用。試求 （1）分裂時(shí)兩個(gè)微粒各自的速度； （2）當(dāng)微粒1到達(dá)（0，d）點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)微粒1做功的瞬間功率； （3）當(dāng)微粒1到達(dá)（0，d）點(diǎn)時(shí)，兩微粒間的距離。（0, -d）vy（d,0）xEyvx解析：（1）微粒1在y方向不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在x

17、方向由于受恒定的電場(chǎng)力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。所以微粒1做的是類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)微粒1分裂時(shí)的速度為v1，微粒2的速度為v2則有：在y方向上有 在x方向上有 根號(hào)外的負(fù)號(hào)表示沿y軸的負(fù)方向。中性微粒分裂成兩微粒時(shí)，遵守動(dòng)量守恒定律，有 方向沿y正方向。（3）兩微粒的運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性，如圖所示，當(dāng)微粒1到達(dá)（0，d）點(diǎn)時(shí)發(fā)生的位移則當(dāng)當(dāng)微粒1到達(dá)（0，d）點(diǎn)時(shí)，兩微粒間的距離為8（2007年重慶理綜）飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過(guò)測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m.如圖1,帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管AB,可測(cè)得離子飛越AB所用時(shí)間L1.改進(jìn)以上方法，如圖2,讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為

18、E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC,在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間t2,（不計(jì)離子重力）（1）忽略離子源中離子的初速度，用t1計(jì)算荷質(zhì)比;用t2計(jì)算荷質(zhì)比.圖2（2）離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v（vv）,在改進(jìn)后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差t. 可通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使t=0. 求此時(shí)E的大小.L2= (5)由(1)、(4)、（5）式得離子荷質(zhì)比或 (6)（2） 兩離子初速度分別為v、v,則 t= (7) t=+ (8) t=t t= (9) 要使t0, 則須 (10) 所以E=。 (1

19、1) 【點(diǎn)評(píng)】此題以飛行時(shí)間質(zhì)譜儀為命題素材綜合考查考生應(yīng)用知識(shí)能力。五2008年高考題1、（2008海南物理第4題）靜電場(chǎng)中，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下從電勢(shì)為a的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至電勢(shì)為b的b點(diǎn)若帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速率分別為va、vb，不計(jì)重力，則帶電粒子的比荷q/m，為 A B C D【答案】：C【解析】：由電勢(shì)差公式以及動(dòng)能定理：W=qUab=q(ab)= m (vb2va2)，可得比荷為 = 。2. (2008廣東物理第8題)圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，可以判定AM點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)BM點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)C粒子在M點(diǎn)

20、受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力【答案】AD【點(diǎn)評(píng)】此題給出電場(chǎng)線分布，考查電勢(shì)、電場(chǎng)力等。圖23.（2008四川延考區(qū)理綜）如圖2，在真空中一條豎直向下的電場(chǎng)線上有兩點(diǎn)a和b。一帶電質(zhì)點(diǎn)在a處由靜止釋放后沿電場(chǎng)線向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。則下面說(shuō)法正確的是A. a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)所受到的合外力一定為零C.帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于b點(diǎn)的電勢(shì)能Da點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)場(chǎng)線方向豎直向下，a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C 【點(diǎn)評(píng)】：此題以帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡切入，考查電場(chǎng)力、重力、加速度、電勢(shì)能、

21、重力勢(shì)能等知識(shí)點(diǎn)。4.（2008上海物理第 23題）如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)I和II，兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形（不計(jì)電子所受重力）。（1）在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子，求電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置。（2）在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi)，求所有釋放點(diǎn)的位置。（3）若將左側(cè)電場(chǎng)II整體水平向右移動(dòng)L/n（n1），仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi)（D不隨電場(chǎng)移動(dòng)），求在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。解析：（1）設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e

22、，電子在電場(chǎng)I中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，出區(qū)域I時(shí)的為v0，此后電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電子從CD邊射出，出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y，有解得y，所以原假設(shè)成立，即電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為（2L，）（2）設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域I中，其坐標(biāo)為（x，y），在電場(chǎng)I中電子被加速到v1，然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng)，并從D點(diǎn)離開(kāi)，有，解得，即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足議程的點(diǎn)即為所求位置六2007年高考題1.（2007上海物理）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)。電量為q、動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)重力。（1）若粒子從c點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；（2）

23、若粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能為Ek，則電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？【解析】：（1）若粒子從c點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，由Lv0t，L，聯(lián)立解得E。由動(dòng)能定理，qELEktEk，解得：EktqELEk5Ek，（2）若粒子由bc邊離開(kāi)電場(chǎng)，Lv0t，vy，EkEkmvy2，解得E。若粒子由cd邊離開(kāi)電場(chǎng)，由qELEkEk，解得：E，2（2007北京理綜）兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對(duì)放置，相距為d，極板間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是均勻的。一個(gè)粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心。已知質(zhì)子電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求：（1）極板間的電

24、場(chǎng)強(qiáng)度E；（2）粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a；（3）粒子的初速度v0。七2006年高考題1（2006重慶理綜卷第19題）.如圖19圖，帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，電子在庫(kù)侖力作用下，做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)。M、P、N為橢圓上的三點(diǎn)，P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn)。電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中A.速率先增大后減小 B.速率先減小后增大C.電勢(shì)能先減小后增大 D.電勢(shì)能先增大后減小解析：電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過(guò)程中，庫(kù)侖力先做正功后做負(fù)功，速率先增大后減小，電勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)AC正確BD錯(cuò)誤。答案:AC2.（2006天津理綜卷第21題）在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為 U

25、的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為 S、電流為 I的電子束。已知電子的電量為 e、質(zhì)量為 m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是 ABCD答案:B解析：電子進(jìn)入電壓為 U的加速電場(chǎng)，由動(dòng)能定理，eU=mv2，設(shè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是n，由電流定義，ne=It，t=L/v，聯(lián)立解得n=。3.（2006全國(guó)理綜卷第25題）有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi)，放了許多用錫箔紙揉成的小球，當(dāng)上下板間加上電壓后，小球就上下不停地跳動(dòng)。現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究。如圖所示，電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d,與電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻可不計(jì)的電源

26、相連。設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。已知：若小球與極板發(fā)生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱?，帶電狀態(tài)也立即改變，改變后，小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同，電量為極板電量的倍（1。不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響。重力加速度為g。（）欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)至少應(yīng)大于多少？（）設(shè)上述條件已滿足，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)。求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量。由以上三式有 q mg=ma2d=a2t22小球往返一次共用時(shí)間為（t1+t2），故小球在T時(shí)間內(nèi)往返的次數(shù)n=。由以上關(guān)系式得n=小球往返一次通過(guò)的電量為2q，在

27、T時(shí)間內(nèi)通過(guò)電源的總電量Q=2qn由以上兩式可得Q=4（2006四川理綜卷第24.題）如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm。電源電動(dòng)勢(shì)E=24V,內(nèi)電阻r=1 ，電阻R=15 。閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為q=110-2 C,質(zhì)量為m=210-2 kg,不考慮空氣阻力。那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板?此時(shí)，電源的輸出功率是多大？(取g=10 m/s2)解析: (1)小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到A板時(shí)速度為零。設(shè)兩板間電壓為UAB由動(dòng)能定理得

28、-mgd-qUAB=0- 滑動(dòng)變阻器兩端電壓 U滑=UAB=8 V 設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器電流為I,由歐姆定律得I= =1A。 滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻 (2)電源的輸出功率 P出=I2(R+R滑)=23 W 5.（2006北京理綜）如圖1所示，真空中相距的兩塊平行金屬板A、B與電源連接（圖中未畫(huà)出），其中B板接地（電勢(shì)為零），A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖2所示。將一個(gè)質(zhì)量，電量的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計(jì)重力。求：（1）在時(shí)刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大??；（2）若A板電勢(shì)變化周期，在時(shí)將帶電粒子從緊臨B板處無(wú)初速釋放，粒子到達(dá)A板時(shí)動(dòng)量的大??；（3）A板電勢(shì)變化頻率多大時(shí)，在到時(shí)間內(nèi)從緊

29、臨B板處無(wú)初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達(dá)A板。 解析：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度帶電粒子所受電場(chǎng)力，a=4.0109m/s2。（3）帶電粒子在t=向A板做勻加速運(yùn)動(dòng)，在t=向A板做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后將返回。粒子向A 板運(yùn)動(dòng)可能的最大位移要求粒子不能到達(dá)A板，有sd由f=，電勢(shì)變化頻率應(yīng)滿足Hz6.（2006江蘇物理）如圖所示，平行板電容器兩極板間有場(chǎng)強(qiáng)為 E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且?guī)д姷臉O板接地。一質(zhì)量為 m，電荷量為+q的帶電粒子（不 計(jì)重力）從 x軸上坐標(biāo)為 x0 處?kù)o止釋放。 （1）求該粒子在 x0 處電勢(shì)能 Epx0。（2）試從牛頓第二定律出發(fā)，證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和

30、保持不變。 qE=ma，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得vx2=2a(x-x0),帶電粒子在坐標(biāo)為x處的動(dòng)能Ekx=mvx2聯(lián)立解得：Ekx=qE(x-x0),帶電粒子在坐標(biāo)為x0處的動(dòng)能與勢(shì)能之和Ex0= Epx0=- qEx0。帶電粒子在坐標(biāo)為x處的動(dòng)能與勢(shì)能之和Ex= Ekx +Epx=qE(x-x0)- qEx=- qEx0。Ex0= Ex，即動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變。（2）解法二 八2005年高考題1(10分) （2005上海物理）如圖所示，帶正電小球質(zhì)量為m110-2kg，帶電量為ql10-6C，置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn)當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，該小球從靜止開(kāi)始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

31、當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，測(cè)得其速度vB 1.5ms，此時(shí)小球的位移為S 0.15m求此勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍(g10ms。)某同學(xué)求解如下：設(shè)電場(chǎng)方向與水平面之間夾角為，由動(dòng)能定理qEScos0得Vm由題意可知0，所以當(dāng)E 7.5104Vm時(shí)小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)檢查，計(jì)算無(wú)誤該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處?若有請(qǐng)予以補(bǔ)充解析：該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力在豎直方向的分力必須小于等于重力,即：qEsinmg所以即：7.5104V/mE1.25105V/m2. (2005全國(guó)理綜1)圖1中B為電源，電動(dòng)勢(shì)E=27V，內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻R1=500，R1為光敏

32、電阻。C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l1=8.010-2m，兩極板的間距d=1.010-2m，S為屏，與極板垂直，到極板的距離l2=0.16m。P為一圓盤，由形狀相同透光率不同的三個(gè)扇形、和構(gòu)成，它可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過(guò)、照射光敏電阻R2時(shí)，R2的阻值分別為1000，2000，4500。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度v0=8.0106m/s連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量，電子質(zhì)量。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受重力。假設(shè)照在上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)阻值立即有相應(yīng)的改變。y/10-2mt/s01234561.02.0（1）設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過(guò)b照射到上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y。（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。（2）設(shè)轉(zhuǎn)盤按圖1中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在、分界處時(shí),試在圖2給出的坐標(biāo)紙上，畫(huà)出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線（06s間）。（不要求寫出計(jì)算過(guò)程，只按畫(huà)出的圖線評(píng)分。）由以上各式得代入數(shù)據(jù)可得由此可見(jiàn)，電子可通過(guò)C。 設(shè)電子從C穿出時(shí)，沿y方向的速度為，穿出后到達(dá)屏S所經(jīng)歷的時(shí)間為，在此時(shí)間內(nèi)電子在y方向移動(dòng)的距離為，y/10-2mt/s01234561.02.02.41.2由以上關(guān)系式得代入數(shù)據(jù)得由題意得（2）如圖所示。九2004年高考題 1. （22分）（2004北京理綜，25）下