高考物理 能力梯级提升思维高效训练 4.7电场及带电粒子在电场中的运动.doc

能力梯级提升思维高效训练电场及带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1.点电荷a和b，分别带正电和负电，电荷量分别为4q和q，在ab连线上，如图电场强度为零的地方在( ) a.a和b之间b.a右侧c.b左侧d.a的右侧及b的左侧2.(2012新课标全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度e的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )3.(2011海南高考)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为f.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为f，方向不变.由此可知( )a.n=3 b.n=4 c.n=5 d.n=6二、多项选择题4.(2012德州模拟)如图所示，虚线ab和cd分别为椭圆的长轴和短轴，相交于o点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点m、n上，a、e两点关于m点对称.下列说法正确的是( )a.a、b两点电势、场强均相同b.c、d两点电势、场强均相同c.a点的场强小于e点的场强d.带正电的试探电荷在o点的电势能小于在e点的电势能5.(2012南京模拟)真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离.下列说法中正确的是( )a.a点的电势低于b点的电势b.a点的电场强度方向由a指向bc.a点的电场强度大于b点的电场强度d.正电荷沿直线从a移到b的过程中，电场力做负功6.(2012青岛模拟)如图所示，水平虚线上有两个等量异种点电荷a、b，m、n、o是ab的垂线上三点，且aoob，2onom.一个带正电的试探电荷在空间中运动的轨迹如图中实线所示，设m、n两点的场强大小分别为em、en，电势分别为m、n，则下列判断不正确的是( )a.a点电荷一定带正电b.试探电荷在m处的电势能小于在n处的电势能c.em一定小于en，m可能大于nd.umnuno三、计算题7.(2012福建高考)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似.如图所示，在虚线mn两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从a点由静止开始，在电场力作用下沿直线在a、b两点间往返运动.已知电场强度的大小分别是e1=2.0103 n/c和e2=4.0103 n/c，方向如图所示，带电微粒质量m=1.010-20 kg，带电量q=-1.010-9 c，a点距虚线mn的距离d1=1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应.求：(1)b点距虚线mn的距离d2；(2)带电微粒从a点运动到b点所经历的时间t8.(2012威海模拟)如图所示，相距为d的虚线ab、cd之间存在着水平向左的、场强为e的匀强电场，m、n是平行于电场线的一条直线上的两点，紧靠cd边界的右侧有一o点，与n点相距为l，在o点固定一电荷量为q=(k为静电力常量)的正点电荷，点电荷产生的电场只存在于cd边界的右侧.今在m点释放一 个质量为m、电量为-e的电子(重力不计).求：(1)电子经过n点时的速度大小.(2)画出电子的运动轨迹，并求出电子从m点释放后经过n点的时间.答案解析1.【解析】选c.因为a带正电，b带负电，所以只有a右侧和b左侧电场强度方向相反，因为qaqb，所以只有b左侧，才有可能ea与eb等量反向，因而才可能有ea和eb矢量和为零的情况.2.【解析】选d.由于质点沿曲线abc从a运动到c，且速率递减，可知电场力做负功，与速度夹角为钝角，根据曲线运动条件可知，质点所受电场力沿左下方向，由于质点带负电，故知电场方向可能沿右上方向，故a、b、c错，d正确.3.【解析】选d.设小球1、2之间的距离为r.球3接触前，球3分别与球1、2接触后，则联立以上两式解得：n=6，故d正确.4.【解析】选b、c、d.取无穷远处电势为零，cd左侧电势均为正值，右侧电势均为负值，cd连线上电势为零，根据等量异种电荷形成的电场的特点可知ec=ed，故a错误，b正确；两电荷在a处的场强方向相反，在e处场强方向一致，所以eab,电场方向由a指向b，故a错误，b正确；因a点比b点距离球壳较近，故a点的电场强度大于b点的电场强度，c正确；由wab=uabq,uab0,q0可知，wab0,即从a点到b点移动正电荷，电场力做正功，d错误.6.【解析】选b、c、d.由正试探电荷的轨迹弯曲方向可判定a点电荷一定带正电，a正确；根据等量异种点电荷的电场线、等势面分布可知m点电势高于n点电势，m点场强较小，c错误；由于正电荷在电势高的地方电势能大可知b错误(从试探电荷受电场力做负功也可判断)；no部分场强较强，相同距离的电势差较大，d错误，故本题应选b、c、d.7.【解析】(1)带电微粒由a运动到b的过程中，由动能定理有qe1d1-qe2d2=0得=0.50 cm(2)设微粒在虚线mn两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有qe1=ma1 qe2=ma2设微粒在虚线mn两侧运动的时间分别为t1和t2，由运动学公式有 t=t1+t2联立方程解得t=1.510-8 s.答案：(1)0.50 cm (2)1.510-8 s8.【解析】(1)设电子经过n点时的速度为v，根据动能定理，有eed=解得v=(2)设电子经n点进入点电荷电场后，由计算可知库仑力恰好提供向心力.所以电子在点电荷的电场中做半径为l的匀速圆周运动，再次进入匀强电场减速后沿原路径返回，以后做周期性运动，如图所示.电子第一次经过n点的时间t1：t1=电子在点电荷的电场中做圆周运动的周期为t：t=电子第二次经过n点的时间t2