《2017年高考物理四海八荒易错集专题08电场与带电粒子在电场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年高考物理四海八荒易错集专题08电场与带电粒子在电场中的运动（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题08 电场与带电粒子在电场中的运动1. 在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的可看作质点的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图3所示现让小球A、B、C都带电荷量为Q的正电荷，让小球D带电荷量为q的负电荷，若四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()图3A. B. C3 D.2(多选)如图4所示，已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点，Q处在椭圆的一个焦点上，一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷Q运动，则下列说法正确的是()图4A负电荷在a、c两点所受的电场力相同B负电荷在a点和c点的电势能相等C负电荷由b运动到d的过程中电势能增加，动能减少
2、D负电荷由a经b运动到c的过程中，电势能先增加后减少【答案】BC【解析】在a、c两点负电荷所受电场力方向不同，A项错误；以单个点电荷为球心的球面是等势面，所以a、c两点电势相等，根据电势与电势能的关系可知，负电荷在a、c两点电势能也相等，B项正确；负电荷由b到d过程中，电场力始终做负功，电势能增加，动能减少，C项正确；负电荷由a经b到c的过程中，电场力先做正功再做负功，故电势能先减少后增加，D项错误3. (多选)在绝缘、光滑的水平桌面上有一带负电的小球只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图5所示，则下列说法中正确的是()图5A在带负电的小球从x1处运动到x2处的过程
3、中，电场力做正功Bx1、x2处的电场强度方向均沿x轴正方向Cx1处的场强大小大于x2处的场强大小Dx1处的电势比x2处的电势低【答案】AD【解析】由于小球从x1处运动到x2处的过程中电势能减小，因此电场力做正功，A项正确；由于电场力做正功，因此小球所受电场力的方向沿x轴正方向，场强方向沿x轴负方向，B项错误；沿电场方向电势降低，D项正确；由EpqEx，即qE可知Epx图线上某点的斜率的绝对值反映了电场强度的大小，由题图可知x1处的场强大小小于x2处的场强大小，C项错误4如图6所示，均匀带正电圆环带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，A、B、C为垂直于圆环平面的中心轴上的三个点，且BC2AO2OB2
4、R，当在C处放置一点电荷时(不影响圆环的电荷分布情况，整个装置位于真空中)，B点的电场强度恰好为零，则由此可得A点的电场强度大小为()图6A. B.C. D.度恰好为零，故点电荷在B点产生的电场强度水平向左，大小为，由点电荷电场强度决定式可知点电荷在A点产生的电场强度水平向左，大小为，由电场强度的矢量叠加可知A点的电场强度大小为，B项正确5如图7所示，一个“V”形玻璃管ABC倒置于竖直平面内，并处于场强大小为E1103 V/m、方向竖直向下的匀强电场中，一个重力为G1103 N、电荷量为q2106 C的带负电小滑块从A点由静止开始运动，小滑块与管壁的动摩擦因数0.5.已知管长ABBCL2 m，
5、倾角37，B点处是一段很短的光滑圆弧管，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.下列说法正确的是()图7AB、A两点间的电势差为2 000 VB小滑块从A点第一次运动到B点的过程中电势能增大C小滑块第一次速度为零的位置在C处D从开始运动到最后静止，小滑块通过的总路程为3 m6如图9所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U及电容器两极板间的场强E的变化情况是()图9AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变
6、DQ不变，C变小，U变大，E变小7如图10所示，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S，电容器充电后，细线与竖直方向夹角为，则下列说法中正确的是()图10A保持开关S闭合，使两极板靠近一些，将减小B保持开关S闭合，将滑动变阻器滑片向右移动，将减小C打开开关S，使两极板靠近一些，将不变D轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动 【答案】C【解析】保持开关S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板靠近些，由E知，电场强度增大，将增大，A项错误；调节滑动变阻器滑片不影响电容器两极板间的电压，B项错误；打开开关S，电容器两极板所带电荷量不变，使两极板靠近一些，由C、U、E知，E不变，即夹角不变，C项正确；轻
7、轻将细线剪断，小球将沿细线方向向下做匀加速直线运动，D项错误8若在两极板接上电源，如图11所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电此时极板带电荷量与微粒带电荷量的比值为k，则()图11A微粒带正电B微粒带电荷量为C电容器的电容为D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动9如图14所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则()图14A微粒达到B点时动能为mvB微粒的加速度大小等于gsin C两极板的电势差
8、UMND微粒从A点到B点的过程电势能减少【答案】C【解析】物体在运动过程中，受力如图所示由于物体受力不在一条直线上，因此不可能做匀速直线运动，到达B点的动能一定不是mv，因此A错误；将电场力分解到水平方向和竖直方向上，可知，Eqcos mg，Eqsin ma，因此加速度大小为gtan ，B错误；电容器内的电场强度E，因此两板间的电势差为UEd，C正确；从A向B运动的过程中，由于电场力做负功，电势能增加，D错误10如图15所示，水平放置、相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连，开关S闭合后，M、N间产生了匀强电场，一个重力与电场力相等的带电粒子垂直于电场方向从M板边缘射入电场，粒子恰好打在N板
9、中央，已知重力加速度为g.图15(1)若开关S闭合，为了让粒子恰能飞出电场，应将N板向下平移多少？(2)若开关S断开且粒子初速度大小变为原来的3倍，重力忽略不计，为了让粒子恰能飞出电场，应将N板向上平移多少？ 【解析】设电源电压为U，粒子初速度为v0，金属板长为L (2)当开关S断开时，两板所带电荷量不变，电场强度E不变，设N板上移距离为x2，则L3v0t3，dx2tgt联立解得x2d. 【答案】(1)3d(2)d易错起源1、 电场的性质例1、 (2016全国丙卷T15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度
10、一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故D错【变式探究】如图1所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等则()图1A直线a位于某一等势面内，MQB直线c位于某一等势面内，MNC若电子由M
11、点运动到Q点，电场力做正功D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【名师点睛】1电场强度：(1)根据电场线的疏密程度进行判断；(2)根据等势面的疏密程度进行判断；(3)根据E进行判断2电势：(1)沿电场线方向电势逐渐降低；(2)若q和Wab已知，由Uab判定3电势能：(1)电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大；(2)正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能反而小【锦囊妙计，战胜自我】(1)典型电场中电场线的分布特点不熟练，特别是正、负点电荷电场线的方向(2)不清楚运动电荷的电性，出现受力及做功判断的错误(3)公式UEd的适用条件不清楚，乱套公式(4)电场力做功与电势
12、能变化关系不准确易错起源2、 平行板电容器例2、(2016全国乙卷T14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上若将云母介质移出，则电容器()A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变【变式探究】如图8所示，两平行的带电金属板水平放置若在两板中间a点从静止释放一带电微粒， 微粒恰好保持静止状态现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()图8A保持静止状态B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀
13、加速运动【答案】D【解析】两板水平放置时，放置于两板间a点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡当将两板逆时针旋转45时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动选项D正确【名师点睛】(1)不能正确判断平行板电容器中的变量和不变量(2)电容器的定义式C及决定式C混淆(3)分析带电体的运动时，易出现受力分析的错误【锦囊妙计，战胜自我】(1)明确平行板电容器中的哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的以及怎样变化(2)应用平行板电容器的决定式C分析电容器的电容的变化(3)应用电容的定义式C分析电容器带电量和两板间电压的变化情
14、况(4)应用E分析电容器两极板间电场强度的变化易错起源3、 带电粒子在电场中的运动例3、(2016全国甲卷T15)如图12所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc.则()图12Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcvaDabacaa，vavcvb【答案】D【解析】a、b、c三点到固定的点电荷P的距离rbrcEcEa，故带电粒子Q在这三点的加速度abacaa.由运动轨迹可知带电粒子Q所受P的电场力为斥力，从a到b电场力做负功，由动能定理|qUab|mvmv0，则vb0，vcvb，又|Uab|Ubc|，则vavc，故vavcvb，选项D正确【变式探究】如图13所示，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力求A、B两点间的电势差图1
