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1、安全教育学习是提高员工安全防范意识的重要措施。“百日安全活动”开展以来，保卫部从自身着手对本部门所有员工开展集中安全教育培训强化训练20 带电粒子在电场中的曲线运动本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其目的在于：了解电容器的结构，理解平行板电容器及其电容决定式的意义。通过本训练把握带电粒子在电场中运动的知识，熟悉利用电学搭台、力学唱戏的方法，分析和解决带电粒子在电场中运动的规律，以便了解本类知识在现代技术中的应用。一、破解依据电容：定义式,计算式C=Q/U *平行板电容器的电容C=S/4Kd S:两极板正对面积 d:两极板间的垂直距离*两个电容
2、器的串、并联：，。电场力及其功：若不计带电粒子的重力，无论均匀或不均匀电场，则电场力做的功都等于动能的增量。, ；电势能及其变化：则用及电加速、电偏转：加速运动 (Vo=0) W=EK qu=mVt2/2 ，类平抛运动 a=F/m=qE/m ，y=at2/2；侧移：，方向：特别强调：若合力F（或合加速度a，下同）与初速度v0“共线”，则粒子轨迹为直线；若“两者”方向一致，为动力、“加速”；反之为阻力、“减速”；若合外力为零，为“匀速”或“静止”。若合力F（或合加速度a，下同）与初速度v0“不共线”，而是互成一定夹角，则粒子轨迹为曲线；若“两者”成锐角，为动力、“线加速”； 成钝角，为阻力、“线
3、减速”； 若成直角，开始做匀速圆运动。若“加速”（或减速），则合外力有正（或负）的冲量；由动量定理知“动量增加”（或减少）；速度不变，动量亦然。若“加速”（或减速），则合外力做功为“正”（或负）；由动能定理知“动能增加”（或减少）；速度不变，则动能亦然。若重力、电场力做功为“正”（或负），则等于重力势能、电势能的“减少”（或增加）；而其他力做功则不一定如此。无论何力做功，包括机械能、电势能等在内的总能量是守恒的。二、 精选习题选择题（每小题5分，共40分）(14天津)如图-1所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中
4、虚线所示,那么()图-1A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷 B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加 D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加（16海南）如图-2，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45角，上极板带正电。一电荷量为q（q0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为ABCD图-23. （14湖南十三校联考）在如图-3所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点做圆周运动，下列说法正确的是（ ）图-3A带电小球一定做匀速圆周运
5、动B带电小球一定做变速圆周运动C带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小D带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小4.（15山东）如图-4甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图-4乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述，正确的是图-4 A.末速度大小为 B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了 D.克服电场力做功为 5.（15天津）如图-5所示氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线7水平向右的加速电场E1 ，之后进
6、入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么 A偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B三种粒子打到屏上的速度一样大 C三种粒子运动到屏上所用的时间相同 D三种粒子一定打到屏上的同一位置图-5（16海南）如图-6，一带正电的点电荷固定于点，两虚线圆均以为圆心，两实线分别为带电粒子和先后在电场中运动的轨迹，、为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是图-6M带负电荷，N带正电荷BM在b点的动能小于它在a点的动能CN在d点的电势能等于它在e点的电势能DN在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功7.16新课标I） 如图-7，一带负电荷
7、的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（ ）A.点的电势比点高B.油滴在点的动能比它在点的大C.油滴在点的电势能比它在点的大D.油滴在点的加速度大小比它在点的小图-78.(14山东)如图-8,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为+q和-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于()图-8A. B. C. D. 计算题（共60分）9.（15北京）（15分
8、）如图-9所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。 图-9（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知，。（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念，并简要说明电势和“重力势”
9、的共同特点。10.（14温州一模）（14分）在光滑绝缘的水平面上放置一个质量m0.2 kg、带电荷量q5104 C的小球，小球系在长L0.5 m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图10所示(此图为俯视图)现给小球一个初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力F140 N，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大20 J，小球可视为质点(1)求电场强度的大小(2)求运动过程中小球的最小动能(3)若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等？此时小球距A点多远？ 图-1011. （14金华十校
10、联考）（15）如图11所示，在竖直面上固定着一根光滑绝缘的圆形空心管，其圆心在O点过O点的一条水平直径及其延长线上的A、B两点固定着两个电荷其中固定于A点的为正电荷，所带的电荷量为Q；固定于B点的是未知电荷在它们形成的电场中，有一个可视为质点的质量为m、带电荷量为q的小球正在空心管中做圆周运动，若已知小球以某一速度通过最低点C处时，小球恰好与空心管上、下壁均无挤压且无沿切线方向的加速度，A、B间的距离为L，ABCACB30.COOB，静电力常量为k.(1)作出小球在最低点C处的受力示意图，并确定小球和固定在B点的电荷的带电性质(2)求固定在B点的电荷所带的电荷量(3)求小球运动到最高点处，空心
11、管对小球作用力的大小和方向图-1112.（15四川）（16分）如图-12所示，粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上，B端与桌面边缘对齐，A是轨道上一点，过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E1.5106N/C，方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体P电荷量是2.0106C，质量m0.25kg，与轨道间动摩擦因数0.4，P从O点由静止开始向右运动，经过0.55s到达A点，到达B点时速度是5m/s，到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为，且tan1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用，F大小与P的速率v的关系如表所示。P视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g10 m/s2，
12、求：（1）小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间；（2小物体P从A运动至D的过程，电场力做的功。图-12 (三)选做题13.（14武汉二中模拟）如图-13所示，在一竖直平面内，BCDF段是半径为R的圆弧挡板,AB段为直线型挡板（长为4R），两者在B点相切，C,F两点与圆心等高，D在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑，绝缘挡板处于水平方向场强为E的匀强电场中。现将带电量为+q，质量为m的小球从挡板内侧的A点由静止释放，小球沿挡板内侧ABCDF运动到F点后抛出，在这段运动过程中，下列说法正确的是（ ） 图-13A、匀强电场的场强大小可能是B、小球运动到D点时动能一定不是最大C、小球机械能增
13、加量的最大值是D、小球从B到D运动过程中，动能的增量为14.（高考真题）如图-14所示，一带电粒子以速度沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场，它刚好贴着下板边缘飞出已知匀强电场两极板长为，间距为，求：图-14(1)如果带电粒子的射入速度变为，则离开电场时，沿场强方向偏转的距离为多少？(2)如果带电粒子以速度射入电场上边缘，当它沿竖直方向运动的位移为时，它的水平位移为多大？(粒子的重力忽略不计)15.（14武汉调考）如图15所示，在光滑绝缘的水平桌面上方固定着所带电荷量的绝对值相等的两个点电荷q1、q2，一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动已知O、q1、q2在同一条竖直线
14、上，下列判断正确的是()A圆轨道上的电势处处相等B圆轨道上的电场强度处处相等C点电荷q1对小球的库仑力是吸引力Dq1、q2可能为异种电荷图-1516.（14西工大附中）如图-16所示，一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30角已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零则下列说法正确的是（ ）A带电粒子在Q点的电势能为Uq B带电粒子带负电C此匀强电场的电场强度大小为ED此匀强电场的电场强度大小为E图-1617. （13新课标）如图-17，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能图-1718.19.（14徐州一中模拟）静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置如图-19所示为该透镜工作原理示意图，虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于Ox轴、O
