河北省高考物理二轮复习 考点综述 带电粒子在电场中运动.doc

河北2013年高考二轮复习考点综述带电粒子在电场中运动1如图1所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷q，在m点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在q的电场中沿斜面运动到n点静止，则从m到n的过程中()图1a小物块所受的电场力减小b小物块的电势能可能增加c小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功dm点的电势一定高于n点的电势2如图2所示，真空中有一匀强电场和水平面成一定角度斜向上，一个电荷量为q5106 c的点电荷固定于电场中的o处，在a处有一个质量为m9103 kg、电荷量为q2108 c的点电荷恰能处于静止，a与o在同一水平面上，且相距为r0.1 m现用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点，oaob且相互垂直，在此过程中外力至少做功()图2a1.8102j b9(1)103 jc9 103j d9103 j3如图3所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面内但在不同的电场线上一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，该带电小球()图3a动能可能保持不变b运动的轨迹一定是直线c做的一定是匀变速运动d在a点的速度可能为零4如图4所示是模拟净化空气过程的两种设计方案含灰尘的空气密闭在玻璃圆筒(圆筒的高和直径相等)内第一种方案：在圆筒顶面和底面加上电压u，沿圆筒的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒运动方向如图甲所示；第二种方案：圆筒轴线处放一直导线，在导线与筒壁间也加上电压u，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒运动方向如图乙所示已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即fkv(k为一定值)，假设每个尘粒的质量和电荷量均相同，重力不计关于两种方案，下列说法正确的是()图4a尘粒最终一定做匀速运动b灰尘沉积处的电场强度大小不相等c电场对单个尘粒做功的最大值相等d能实现匀速运动的尘粒的最终速率相等5如图5所示，一点电荷固定在光滑水平面上的o点，虚线a、b、c、d是点电荷激发电场的四条等距离的等势线一个带电小滑块从等势线d上的1处以水平初速度v0运动，结果形成了实线所示的小滑块运动轨迹.1、2、3、4、5是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点由此可以判定下列说法错误的是()图5a固定小球与小滑块电性一定相同b在1、2、3、4、5五个位置上小滑块具有的动能与电势能之和一定相等c在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小d小滑块从位置1到2和从位置3到4的过程中，电场力做功的大小关系是w123w346一个带正电的粒子以初动能ek0进入匀强电场中，若初速度方向跟电场方向相同，经过时间t动能为ek1；若初速度方向跟电场方向垂直，经过时间t动能为ek2.比较动能ek1和ek2的大小，有()aek2ek1 bek2ek1cek2ek1 d条件不足，不能确定7如图6所示，两平行金属板m、n长度为l，两金属板间距为l.直流电源的电动势为e，内阻不计位于金属板左侧中央的粒子源o可以沿水平方向向右连续发射电荷量为q、质量为m的带电粒子，带电粒子的质量不计，射入板间的粒子速度均为v0 .在金属板右侧有一个垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.图6求：(1)将变阻器滑动头置于a端，试求带电粒子在磁场中运动的时间；(2)将变阻器滑动头置于b端，试求带电粒子射出电场的位置；(3)将变阻器滑动头置于b端，试求带电粒子在磁场中运动的时间8一个质量为m，带电量为q的油滴从空中自由下落时间t1后，进入水平放置的带电极板间，再经过时间t2速度为零，则电场力是重力的_倍9在真空中的a、b两个点电荷，相距为l，质量分别为m和2m，它们由静止开始运动，开始时点电荷a的加速度为a，经过一段时间，点电荷b的加速度也为a，速率为v，那么这时点电荷a的速率为_，两点电荷相距_，它们的电势能减少了_（不考虑重力的影响）10在一个水平面上建立x轴，在过原点o垂直于x轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小e=6105n/c，方向与x轴正方向相同，在o处放一个带电量q=-510-8c，质量m=10g的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2m/s，如图所示，求物块最终停止时的位置（g取10m/s2）11如图所示，一个带电物体p，沿一个绝缘的倾斜轨道向上运动，运动过程中p的带电量保持不变空间存在着匀强电场（未在图中画出）已知p经过a点时动能为30j，经过b点时它的动能减少了10j，机械能增加了20j，电势能减少了35j，它继续运动到c点时速度减为零（1）在它从a到c的运动过程中，克服摩擦力做功多少？（2）它到达c点后还会不会向下运动？为什么？12如图3-2-24所示，a、b是两块相同的水平平行金属板，相距为d，构成电容为c的平行板电容器，b板接地，b板中有一个小孔，开始时a、b均不带电，在b板小孔上方h处，不断有小液珠从静止开始自由下落（不计空气阻力），每个液珠的电量为q、质量为m，液珠经小孔到达a板后被吸收，液珠的下落保持一定的间隙，即在前一液珠被a板吸收并达到静电平衡后，后一液珠才继续下落，试问有多少个液珠能落到a板上？13如图所示，一条长为l的细线，上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为e，方向是水平的，已知当细线离开竖直位置的偏角为时，小球处于平衡（1）小球带何种电荷？求出小球所带电量（2）如果使细线的偏角由增大到j，然后将小球由静止开始释放，则j应为多大，才能使细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零？14如图所示，在竖直向下的匀强电场中，使一个带负电荷的小球从斜轨道上的a点静止滑下，若使小球通过半径为r的圆轨道顶端的b点时不落下来，求至少应使a点在斜轨道上的高度h为多少？设轨道是光滑而又绝缘的，小球的重力大于它所受的电场力 15如图中，a和b表示在真空中相距为d的两平行金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，图（2）表示一周期性的交变电压的波形，横坐标代表时间t，纵坐标代表电压u，从t=0开始，电压为一给定值u0，经过半周期，突然变为-u0；再过半个周期，又突然变为u0如此周期性地交替变化在t=0时，将上述交变电压u加在a、b两板上，使开始时a板电势比b板高，这时在紧靠b板处有一初速为零的电子（质量为m、电量为e）在电场作用下开始运动，要想使这个电子到达a板时具有最大的动能，则交变电压的频率最大不能超过多少？16如图所示，长为l、相距为d的两平行金属板与一交流电源相连（图中未画出），有一质量为m、带电量为q的带负电的粒子以初速度v0从板中央水平射入电场，从飞入时刻算起，a、b板间所加电压的变化规律如图所示，为了使带电粒子离开电场时速度方向恰好平行于金属板，问：（1）加速电压值u0的取值范围多大？（2）交变电压周期t应满足什么条件？参考答案1ac的关系，由特殊状态可知，小物块从m到n的过程，先加速再减速，这说明电场力、重力为动力，摩擦力为阻力，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能减少量之和，故a、c对因不知q和小物块的电性，无法判断电势高低2d3a4bc速运动，而对于一部分离目标极板较近的尘粒来说，可能还没有加速到这个速度就已经打到极板上，故a错误；对于两种方案，电压相等，但两极间的距离不相等，所以灰尘沉积处电场强度大小不相等，b正确；两种方案电场对单个尘粒做功的最大值均为qu，c正确；当尘粒匀速运动时，qekv，式中q、k相同，但e不同，所以v不等，故d错误5d中，由动能定理得wabekbeka，由电场力做功与电势能的关系得，wabepaepb，联立得ekaepaekbepb，即运动过程中动能与电势能之和不变，故b正确；在运动过程中电场力先变大后变小，加速度也是先变大后变小，故c正确；由wqu可知，w12w34，故选项d错误综上所述正确答案为d.6c7解析(1)将变阻器滑动头置于a端，两极板m、n间的电势差为零，带电粒子不会发生偏转带电粒子在磁场中转动半周离开磁场，运动时间为t1.(2)将滑动变阻器滑动头置于b端，带电粒子向上偏转带电粒子在电场中做类平抛运动lv0t，yt2将v0 代入得，yl.带电粒子射出电场的位置为m板的上边缘(3)带电粒子射出电场时速度与水平方向夹角的正切tan ，所以30.带电粒子的运动时间为t2.答案见解析8、10、11物块向右运动时，受滑动摩擦力f=mg=0.02n，方向向左和向左的电场力f=qe=0.03n做匀减速运动，设右行减速至0物块通过位移为x1，由动能定理由于ff，物块减速至0后将先反向加速，出电场后，只受摩擦力，将再次减速为零设出场后，物体位移为x2，由动能定理fx1-f（x1x2）=0-0解得：x2=0.2m所以物块最后停在x=-0.2m处12物体p所受重力、电场力、摩擦力均为恒力，三力做功均与位移成正比，则物体动能增量ek位移sp从ab动能减少10j，ac动能减少30j，说明：ac=3ab（