2019高考物理二轮复习第一部分电场与磁场专题强化练八电场及带电粒子在电场中的运动.docx

专题强化练(八) 电场及带电粒子在电场中的运动考点1电场力的性质1.(多选)如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，以O点为圆心，以r为半径作一圆，在O点固定一电荷量为Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直径和圆周的交点当把一检验电荷q放在d点时，该检验电荷恰好平衡，不计重力则下列说法正确的是()A该匀强电场的电场强度E的大小为k，方向沿db方向B检验电荷q放在点c时，受力Fc的大小为kC检验电荷q放在点b时，受力Fb的方向沿db方向D把检验电荷q从a沿圆弧移到b，电场力不做功解析：对检验电荷受力分析如图所示，由题意可知，F1k，F2qE，由F1F2，即qEk，解得Ek，匀强电场方向沿db方向，A项正确；由图知，检验电荷q放在c点时，EcEk，所以FcqEck，B项错误；由图知，检验电荷q放在b点时，EbE3E2E2k，所以FbqEb2k，方向沿db方向，C项正确；把检验电荷q从a沿圆弧移到b，其所受Q的电场力不做功，所受匀强电场的电场力做功，D项错误答案：AC2.如图所示，直角坐标系中x轴上在xr处固定有带电荷量为9Q的正点电荷，在xr处固定有带电荷量为Q的负点电荷，y轴上a、b两点的坐标分别为yar和ybr、c、d、e点都在x轴上，d点的坐标为xd2r，rxcEeBa、b两点的电势相等Cd点场强为零Da、b两点的场强相同解析：cd点间距与de点间距相等，根据电场线的分布情况知，c处电场线密，场强大，故A正确；由电场分布的对称性可知，a、b两点的电势相等，故B正确；9Q在d点产生的场强大小E1kk，方向水平向右，Q在d点产生的场强大小E2k，方向水平向左，所以由电场的叠加原理可知，d点场强为零，故C正确；根据电场线分布的对称性可知，a、b两点场强的大小相等，但方向不同，则a、b两点的场强不相同，故D错误答案：D3.如图所示，梯形abdc位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60、30，cd2ab4 cm，已知a、b两点的电势分别为4 V、0，将电荷量q1.6103C的正电荷由a点移动到c点，克服电场力做功6.4103J，则下列关于电场强度的说法中正确的是 ()A垂直ab向上，大小为400 V/mB垂直bd斜向上，大小为400 V/mC平行ca斜向上，大小为200 V/mD平行bd斜向上，大小为200 V/m解析：由WqU知UacV4 V，而a4 V，所以c8 V，过b点作beac交cd于e，因在匀强电场中，任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等，所以UabUce，即e4 V，又因cd2ab，所以Ucd2Uab，即d0，所以bd为一条等势线，又由几何关系知ebbd，由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直bd斜向上，大小为EV/m400 V/m，B项正确答案：B考点2电场能的性质4(多选)(2016海南卷)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是()AM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解析：做曲线运动的物体一定受到指向轨迹内侧的合外力，故M带负电荷、N带正电荷，选项A正确；对M根据WabUab(q)0，知N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功，选项D错误答案：ABC5(多选)(2018桂林、崇左联考)图示为某电场中等势面的分布图，各等势面的电势值图中已标出下列说法正确的是()AA点的电场强度比B点的大B中心轴线上各点的电场强度方向向左C电子由A点移至B点克服电场力做功0.17 eVD电子在A点的电势能比B点的小解析：点A与点B相比较，点A附近等势面密集而且相邻等势面的电势差较大，故A点电场强度大于B点电场强度，故A正确；电场线与等势面垂直且从高电势指向低电势，故中心轴线上电场强度方向向左，故B正确；电子由A点移至B点电场力做功WABqUAB(e)(0.8 V0.97 V)0.17 eV，电子由A点移至B点电场力做正功0.17 eV，故C错误；电子带负电荷，在电势低的点电势能大，由于A点的电势小于B点的电势，故电子在A点的电势能比B点的大，故D错误答案：AB6(多选)(2018长郡中学质检)两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图所示一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从该水平面内的C点静止释放，其运动的vt图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()AB为中垂线上电场强度最大的点，其电场强度E1 V/mB由C到A的过程中，物块的电势能先减小后变大C由C到A的过程中，电势逐渐升高DA、B两点电势差UAB5 V解析：由vt图象的斜率等于加速度可得，物块在B点的加速度最大为am/s22 m/s2，所受的电场力最大为Fma12 N2 N，则电场强度的最大值为E1 N/C，选项A正确；由vt图象可得，由C到A的过程中，物块一直加速，电场力一直做正功，物块的电势能一直减小，选项B错误；两个等量的正电荷，其连接中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，所以由C点到A点的过程中，电势逐渐减小，选项C错误；物块在A、B两点的速度分别为vA6 m/s，vB4 m/s，根据动能定理得qUABmvmv1(4262)J10 J，得UAB5 V，选项D正确答案：AD考点3平行板块电容器7.某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动在P、Q间距增大过程中()AP、Q构成的电容器的电容增大BM点的电势比N点的高CM点的电势比N点的低DP上电荷量保持不变解析：电容式话筒与电源串联，电压保持不变在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式C得，电容减小，又根据电容定义式C得，电容器所带电荷量减少，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高故A、C、D错误，B正确答案：B8(2016天津卷)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A增大，E增大B增大，Ep不变C减小，Ep增大 D减小，E不变解析：由题意可知平行板电容器的带电荷量Q不变，当下极板不动，上极板向下移动一段距离时，两极板间距d减小，则电容C变大，由U可知U变小，则静电计指针的偏角减小又因为两板间电场强度E，Q、S不变，则E不变因为E不变，则点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在P点的电势能Ep不变，故只有选项D正确答案：D9(2017江苏卷)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点由O点静止释放的电子恰好能运动到P点现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到P点返回D穿过P点解析：电子在A、B板间的电场中加速运动，在B、C板间的电场中减速运动，设A、B板间的电压为U，B、C板间的电场强度为E，M、P两点间的距离为d，则有eUeEd0，若将C板向右平移到P点，B、C两板所带电荷量不变，由E可知，C板向右平移到P时，B、C两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在A、B板间加速运动后，在B、C板间减速运动，到达P点时速度为零，然后返回，A项正确，B、C、D项错误答案：A考点4带电粒子在电场中运动10.如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场，若仅使电容器上极板上移，设电容器极板上所带电荷量为Q，电子穿出平行板时在垂直于板面方向偏移的距离为y，以下说法正确的是()AQ减少，y不变BQ减少，y减小CQ增大，y减小 DQ增大，y增大解析：上极板上移，两极间距增大，电容器电容减小，板间电场强度减小，由QCU可知，Q减小，C、D均错误；由y可知，因E减小，电子偏转距离y减小故B正确，A错误答案：B11(2018银川一中检测)如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的连线是水平直径现有一质量为m带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始，整个空间突然加一匀强电场，小球所受电场力竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口C处脱离圆管后，其运动轨迹经过A点，设小球运动过程中带电荷量没有改变，重力加速度为g，求：(1)小球到达B点的速度大小；(2)小球受到的电场力的大小；(3)小球经过管口C处时对圆管的压力解析：(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒，故有：mg4Rmv，到达B点时速度大小为vB2.(2)设电场力的竖直分力为Fy，水平分力为Fx，则Fymg(方向竖直向上)，小球从B运动到C的过程中，由动能定理得Fx2Rmvmv.小球从管口C处脱离圆管后，做类平抛运动，其轨迹经过A点，有y4RvCt.x2Raxt2t2，联立解得：Fxmg.电场力的大小为：qEmg.(3)由(2)中易得vC2，小球经过管口C处时，向心力由Fx和圆管的弹力N提供，设弹力N的方向向左，则FxNm，解得：N3mg(方向水平向左)根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管的压力为NN3mg，方向水平向右答案：(1)2(2)mg(3)3mg，方向水平向右12(2018临沂质检)如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E22E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏现将一电子(电荷量为e，质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点，A与虚线MN的间距为，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tan ；(3)电子打到屏上的点P到点O的距离x.解