《高三物理一轮复习高频考点强化五电场及带电粒子在电场中的运动问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理一轮复习高频考点强化五电场及带电粒子在电场中的运动问题（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高频考点强化(五)电场及带电粒子在电场中的运动问题(45分钟100分)一、选择题(本题共12小题,每小题6分,共72分。18题为单选题,912题为多选题)1.如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEbC.Wa=Wb,EaEbD.WaWb,EaEb,故选项A正确。2.(2017梅州模拟)电源、开关、平行板电容器连成如图电路。闭合开关S,电源对电容器充电后,电容器带电量为Q,板间电压为U,板间电场强度大小为E。
2、则下列说法正确的是 导学号42722484()A.若将A板下移少许,Q增大,U减小,E不变B.若将A板下移少许,Q不变,U减小,E减小C.若断开开关,将A板下移少许,Q增大,U不变,E增大D.若断开开关,将A板下移少许,Q不变,U减小,E不变【解析】选D。闭合开关S,则极板间电压U不变,若将A板下移少许,即减小极板间距,由C=可知,电容器的电容增大;由Q=UC可知,Q增大,由E=可知,E变大,故A、B错误;给电容器充电后与电源断开,电量不变,若将A板下移少许,即减小极板间距,由C=可知,C增大,由Q=UC可知,U减小,而E=,则E不变,故C错误,D正确。【加固训练】如图,平行板电容器经开关K与
3、电池连接,a处有一带电量非常小的点电荷。K是闭合的,a表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力。现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则()A.a变大,F变大B.a变大,F变小C.a不变,F不变D.a不变,F变小【解析】选B。由于开关K闭合,且电容器两极板始终与电源的两极相连,故电容器两极板之间的电压UAB保持不变。随B极板下移两极板之间的距离增大,根据E=可知两极板之间的电场强度E减小,由于UAa=EhAa,由于电场强度E减小,故UAa减小,由于UAB=UAa+UaB,所以UaB增大,由题图可知电源的负极接地,B板电势为零,即B=0,又UaB=a-B,所以a=UaB增大;而点电荷
4、在a点所受的电场力F=qE,由于E减小,所以电场力F减小,故选项B正确。3.(2017芜湖模拟)如图所示,水平放置的平行金属板A、B间接有恒定的电压,电荷M从极板A的左边缘、电荷N从极板B的右边缘同时沿水平方向进入板间电场(运动轨迹在同一平面内),两个电荷恰好在板间中线上某点P相碰,点P在中线中点的右侧,若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,则下列说法中正确的是()A.电荷M的比荷大于电荷N的比荷B.碰撞时电荷M的速率大于电荷N的速率C.从两个电荷进入电场到两个电荷相遇,电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功D.两电荷在P点时,速度共线【解析】选B。从轨迹可以看出:yM=yN,故t2=
5、t2,解得=,故A错误;因碰撞点在中线中点的右侧,可知M的水平速度大于N的水平速度,两电荷的竖直速度相同,故碰撞时电荷M的速率大于电荷N的速率,B正确;电场力做的功为:W=qEy,q的大小不确定,故C错误;相碰时,M的水平速度大于N的水平速度,两电荷的竖直速度相同,故合速度方向不共线,故D错误。【加固训练】如图所示,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,轨迹如图中虚线所示,那么()A.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
6、【解析】选C。若微粒带正电荷,则A板可能带正电荷,也可能带负电荷,A错误。微粒从M点运动到N点,电场力可能对微粒做正功,也可能做负功,故电势能可能增加,也可能减少,B错误。合外力指向曲线凹侧,故电场力与重力的合力竖直向下,与速度方向成锐角,合外力做正功,动能增加,C正确。由于电场力可能对微粒做正功,也可能做负功,即机械能可能增大,也可能减小,D错误。4.如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开
7、球心的距离r的关系图线,可能正确的是()导学号42722485【解题指导】解答本题应从以下三点分析:(1)壳内的场强处处为零,电荷在壳内运动时不受电场力作用。(2)壳外的电场,离球壳越近场强越大,离球壳越远场强越小。(3)题中Ek-r图象的斜率的大小表示电场力的大小。【解析】选A。壳内的场强处处为零,电荷在壳内运动时不受电场力作用,电场力做功为零,电荷的动能不变,故选项C、D错误;壳外的电场,离球壳越近场强越大,离球壳越远场强越小,题中Ek-r图象的斜率的大小表示电场力的大小,电荷在壳外向外运动时,电场强度逐渐减小,则图象的斜率也逐渐减小,故选项A正确,B错误。5.(2015海南高考)如图,一
8、充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则Mm为()A.32B.21C.52D.31【解析】选A。因为x=at2,所以=;根据牛顿第二定律可得a=,因此=,故选A。6.(2017合肥模拟)如图甲所示,一对长为L的金属板,平行正对放置,质量为m的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线不断进入平行板之间。两板间所加交变电压uAB如图乙所示,交变电压的周期T=,已知所有电子
9、都能穿过平行板,不考虑电子的重力和电子间的相互作用,则 导学号42722486()A.所有电子都从右侧的同一点离开电场B.电子离开电场时速度大小不可能等于v0C.t=0时刻进入电场的电子,离开电场时的动能大于mD.在t=0时刻进入电场的电子,在两板间运动时侧位移最大【解析】选D。电子进入电场后做类平抛运动,不同时刻进入电场的电子竖直方向分速度图象如图所示,根据图象的“面积”大小等于位移可知,各个电子在竖直方向的位移不全相同,故所有电子从右侧离开电场的位置不全相同,选项A错误;由图看出,所有电子离开电场时竖直方向分速度vy=0,速度都等于v0,故选项B错误;由以上分析可知,电子离开电场时的速度都
10、相同,动能都为m,故选项C错误;根据图象可知,在t=0时刻进入电场的电子侧位移最大为d,故选项D正确。【总结提升】带电粒子在交变电场中运动问题的主要求解方法(1)先进行受力分析:受力分析是基础,在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件。(2)运动过程分析:在运动过程分析中应注意物体做直线运动、曲线运动及圆周运动、类平抛运动。(3)根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解。(4)常用的物理规律有:共点力的平衡条件、牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律、功能关系、圆周运动向心力公式等。(5)思维方法:常用到力的合成与分解、运动的合成与分解、等效法、假设法、类比法等。7.
11、(2017福州模拟)如图所示,有两个相互垂直的平面a和b,在两个平面相交直线上M、N两点有两个等量点电荷。O点是MN的中点,A点是平面a上一点,B点是平面b上一点,AO和BO均垂直于MN,且AO和BO距离相等。则下列说法错误的是()A.若M、N带等量同种电荷,A点和B点的电势相同B.若M、N带等量同种电荷,A点和B点的场强相同C.若M、N带等量异种电荷,A点和B点的电势相同D.若M、N带等量异种电荷,A点和B点的场强相同【解析】选B。若M、N带等量同种电荷,A、B两点距点电荷间距离相等,根据电势的叠加知A、B两点电势相同,根据对称性A、B两点场强大小相等,由平行四边形定则知,A点场强由O指向A
12、;B点场强由O指向B,方向不同,故A正确,B错误;若M、N带等量异种电荷,选无穷远处的电势为零,A、B两点在同一等势面上,A、B两点电势相同,场强大小相等,方向相同,故C、D正确;此题选择错误的选项,故选B。【加固训练】将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则()A.a点的电场强度比b点的小B.a点的电势比b点的低C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功【解析】选D。电场强度的大小由电场线的疏密决定,由题图可知,a点的场强较大,选项A错误;沿着电场线电势降
13、低,可见a点的电势较高,选项B错误;对于带负电的检验电荷,从a点移至b点,电场力做负功,电势能增大,选项C错误,D正确。8.如图所示,左侧为加速电场,右侧为偏转电场,加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍。有一初速度为零的电荷经加速电场加速后,从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从极板下边缘穿出电场,不计电荷的重力,则偏转电场长宽之比的值为()A.B.C.D.【解析】选B。设加速电压为U1,偏转电压为U2,因为qU1=m,电荷离开加速电场时的速度v0=;在偏转电场中=t2,解得t=d,水平距离l=v0t=d=d=d,所以=,B正确。9.(2017黄冈模拟)真空中有一静电场,一质量为-
14、q的粒子自原点O沿x轴正方向运动,粒子的电势能Ep随x的变化关系图象如图所示。已知粒子到达2x0处时速度为零,若粒子仅受电场力作用,则()A.粒子在原点O一定有初速度B.粒子运动的加速度先减小后增大C.2x0处电势比原点低D.粒子的电势能和动能之和为2Ep0【解析】选A、C。电场力做的功等于电势能的减小量,粒子仅受电场力作用,故电势能和动能之和守恒;粒子到达2x0处时速度为零,动能最小,故在O点动能最大,即粒子在原点O一定有初速度,故A正确;粒子电势能的减小量等于电场力做的功,由于电势能与位移是线性关系,故电场力恒定,是匀强电场,故加速度不变,故B错误;根据电势定义公式=,得到O点电势O=,2
15、x0处电势为=-;故2x0处电势比原点低,故C正确;电场力做的功等于电势能的减小量,粒子仅受电场力作用,故电势能和动能之和守恒;在2x0处,动能为零,故粒子的电势能和动能之和为Ep0,故D错误。10.(2017秦皇岛模拟)如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q的小球P。带电量分别为-q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上。P与M相距L,P、M和N视为点电荷,下列说法正确的是()导学号42722487A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零【解析】选B、D。M、N处于静止状态,M、N及细杆组成的系统所受合外力为零,选项D正确;P、M和N若不在同一直线上,M、N整体受到的不是共点力,就会
