【全程复习方略】高考物理二轮专题复习 辅导与训练 4.7 电场及带电粒子在电场中的运动高效演练.doc

【全程复习方略】2015年高考物理二轮专题复习 辅导与训练 4.7 电场及带电粒子在电场中的运动高效演练1.(多选)(2014浙江高考)如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球a，细线与斜面平行。小球a的质量为m、电量为q。小球a的右侧固定放置带等量同种电荷的小球b，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球a静止在斜面上，则()a.小球a与b之间库仑力的大小为kq2d2b.当qd=mgsink时，细线上的拉力为0c.当qd=mgtank时，细线上的拉力为0d.当qd=mgktan时，斜面对小球a的支持力为0【解析】选a、c。两球间库仑力为f=kq2d2，a项正确；当细线上的拉力为0时，小球a受到库仑力、斜面支持力、重力，具体关系为kq2d2=mgtan，b项错误，c项正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，所以d项错误。2.(多选)一个空气平行板电容器，极板间正对面积为s，板间距为d，充以电量q后两板间电压为u，为使电容器的电容加倍，可采用的办法有()a.将电压变为u2b.将电量变为2qc.将极板正对面积变为2sd.两板间充入介电常数为原来2倍的电介质【解析】选c、d。由于电容器的电容只与电容器本身有关，而与两极板间的电压，极板上的电量均无关，a、b错误；由c=rs4kd可知，将极板正对面积变为2s和两板间充入介电常数为原来2倍的电介质都可以使电容器的电容加倍，故c、d是正确的。3.(2014黄冈一模)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即uab=ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，p、r、q是这条轨迹上的三点，r同时在等势面b上，据此可知()a.带电质点在p点的加速度比在q点的加速度小b.带电质点在p点的电势能比在q点的小c.带电质点在p点的动能大于在q点的动能d.三个等势面中，c的电势最高【解析】选d。等势线密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，因此加速度也大，a错误；电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线向上，根据质点受力情况可知，从p到q过程中电场力做正功，电势能降低，带电质点通过p点时的电势能较大，由能量守恒可知，p点的动能较小，b、c错误；负电荷在q点电势能较小，电势较高，d正确。【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路(1)做功角度：根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功，粒子的电势能减少，静电力做负功，则粒子的电势能增加。(2)转化角度：只有静电力做功时，电势能与动能可以相互转化，动能减小，电势能增加，动能增大，电势能减少。4.(多选)a、b、c三个相同带电粒子同时由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定()a.b和c同时飞离电场b.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小c.动能的增量相比，a的最小，b和c的一样大d.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)三个带电粒子相同，由同一点垂直场强方向进入偏转电场做类平抛运动；(2)a打在极板上，b恰好飞出电场说明两个粒子的偏转位移相同。【解析】选b、d。带电粒子在电场中做类平抛运动，粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，因为三个带电粒子是相同的，故在电场中的加速度是相同的，由y=12at2结合图示可知，三个粒子在电场中的运动时间ta=tbtc，所以可知vavbec，c错误；因a、b粒子在电场中的运动时间相同，所以两粒子打在负极板与离开电场是同时的，d正确。5.(2014新课标全国卷)如图，o、a、b为同一竖直平面内的三个点，ob沿竖直方向，boa =60，ob=32oa。将一质量为m的小球以一定的初动能自o点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过a点。使此小球带电，电荷量为q(q0)，同时加一匀强电场，场强方向与oab所在平面平行。现从o点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了a点，到达a点时的动能是初动能的3倍；若该小球从o点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过b点，且到达b点时的动能为初动能的6倍。重力加速度大小为g。求：(1)无电场时，小球到达a点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向。【解题指南】解答本题需要注意以下三点：(1)不存在电场时，小球做平抛运动，要根据平抛运动规律求解。(2)加上电场后，小球还受到电场力作用，有电场力做功，会涉及电势能的变化，可根据能量守恒定律求解。(3)要把握匀强电场电势变化的特点，即在匀强电场中电势降落是均匀的。【解析】(1)设小球的初速度为v0，初动能为ek0，从o点运动到a点的时间为t，令oa=d，则ob=32d，根据平抛运动的规律有dsin60=v0tdcos60=12gt2又有ek0=12mv02由式得ek0=38mgd设小球到达a点时的动能为eka，则eka=ek0+12mgd由式得ekaek0=73(2)加电场后，小球从o点到a点和b点，高度分别降低了d2和3d2，设电势能分别减小epa和epb，由能量守恒及式得epa=3ek0-ek0-12mgd=23ek0epb=6ek0-ek0-32mgd=ek0在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。设直线ob上的m点与a点等电势，m与o点的距离为x，如图，则有x32d=epaepb解得x=d。ma为等势线，电场必与其垂线oc方向