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全品高考网I单元 电场目录I1 电场的力的性质1I2 电场的能的性质7I3 电容器 带电粒子在电场中的匀变速运动12I4 带电粒子在电场中的非匀变速运动19I5 实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线22I6 实验：练习使用示波器22I7 电场综合22 I1 电场的力的性质【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）14. 如图所示，绝缘平板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数=0.4两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连，Q板固定在平板S上，P、Q间存在竖直向上的匀强电场，整个装置总质量M=0.48kg，P、Q间距为d=1m，P板的中央有一小孔给装置某一初速度，装置向右运动现有一质量m=0.04kg、电量q=110-4C的小球，从离P板高h=1.25m处静止下落，恰好能进入孔内小球进入电场时，装置的速度为v1=5m/s小球进入电场后，恰能运动到Q板且不与Q板接触假设小球进入电场后，装置始终保持初始的运动方向，不计空气阻力，g取10m/s2求：（1）小球刚释放时，小球与小孔的水平距离x；（2）匀强电场的场强大小E；（3）小球从P板到Q板的下落过程中，电势能的变化量；（4）当小球返回到P板时，装置的速度vt【知识点】 匀强电场中电势差和电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动I1 I4【答案解析】：（1）3m；（2）9103N/C（3）0.5J（4）1.2m/s 解析：（1）小球自由下落进入小孔用时t1=0.5s这段时间内装置在做匀减速运动，其加速度a1g4m/s2，小球与小孔的水平距离为xv1t1+a1t12=50.5+40523m（2）小球下落到Q板时速度为零从最高点到最低点：Ek=WG+W电mg（h+d）-qEd=0解得E=9103N/C（3）总势能变化量：E电=qEd=0.9J（4）小球在电场中的加速度a12.5m/s2，小球在电场中运动的时间t22小球进入电场后，装置的加速度a2当小球返回到P板时，装置的速度v=v1-a2t2=1.2m/s【思路点拨】（1）根据自由落体的位移时间公式求出小球释放到进入电场的时间，根据牛顿第二定律求出装置在水平面上匀减速运动的加速度大小，采用逆向思维，结合匀变速直线运动的位移时间公式求出小球与小孔间的水平距离（2）对小球释放到达最低点的过程运用动能定理求出电场强度的大小（3）根据重力势能的减小量和电势能的增加量求出总势能的变化量（4）根据牛顿第二定律，结合运动学公式求出小球在电场中运动的时间，根据牛顿第二定律求出装置的加速度，结合速度时间公式求出装置的速度解决本题的关键理清小球和装置的运动过程，结合牛顿第二定律、动能定理、运动学公式分析求解注意小球在电场中运动时，装置的加速度与小球不在电场中时装置的加速度不同【题文】（物理卷2015届浙江省“温州八校”高三返校联考（2014.08）4带有等量异种电荷的一对平行金属板，上极板带正电荷。如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，使得在两极板之间，它们的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线（电场方向未画出）。虚线MN是穿过两极板正中央的一条直线。关于这种电场，以下说法正确的是A平行金属板间的电场，可以看做匀强电场Bb点的电势高于d点的电势Cb点的电势低于c点的电势D若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿着电场线运动到负极板【知识点】电势；电场强度 I1【答案解析】C 解析：A、由电场线的分布情况看出，平行金属板间各处的电场强度不是处处相同，所以不能看成匀强电场，故A错误B、与电场线垂直的直线应是等势线，由图看出图中虚线是一条等势线，b点与d点的电势相同，故B错误C、据题上极板带正电荷，电场线从上极板指向下极板，根据顺着电场线方向电势降低，可知d点的电势低于c点，而b、d两点的电势相等，所以b点的电势低于c点的电势故C正确D、将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，不一定能沿电场线运动，只有在ab所在的电场线上，正电荷所受的电场力一直沿电场线向下，能沿此电场线运动，其他电场线是曲线，正电荷所受的电场力沿电场线的切线方向，将使电荷离开电场线，故D错误故选：C【思路点拨】匀强电场中场强处处相同，电场线应是平行同向疏密均匀的直线；顺着电场线方向电势降低；带电粒子要沿电场线运动，电场线必须是直线解决本题关键掌握电场线的两个物理意义：疏密表示场强的大小，方向表示电势的高低，要明确只有电场线是直线时，电荷才能沿电场线运动【题文】（物理卷2015届浙江省台州中学高三上学期第一次统练（2014.09）4用轻质等长的细线把两个质量相等的带电小球a、b悬挂起来，a球带负电-3q，b球带正电q，整个装置处在水平向右的匀强电场中，最后达到平衡时的状态可能是（D）【知识点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；电场强度B3 B4 I1【答案解析】 D 解析：A带负电，受到的电场力水平向左，B带正电，受到的电场力水平向右以整体为研究对象，分析受力，电场力向左，所以细绳向左偏设OA绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得 tan= 以B球为研究对象，受力分析设AB绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan=得到=故选D【思路点拨】运用整体法研究OA绳与竖直方向的夹角，再隔离B研究，分析AB绳与竖直方向的夹角，得到两夹角的关系，判断系统平衡状态本题采用隔离法和整体法，由平衡条件分析物体的状态，考查灵活选择研究对象的能力【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）7.如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（ ）A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度；电势能I1 I2 I3【答案解析】 C 解析：A、电子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，运动到M点时，电子的速度最小，所以A错误；B、电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以B错误；C、由于电子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，所以C正确；D、当电子向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电势能增加，在向左返回的过程中，电场力对电子做正功，电势能减小，所以D错误故选C【思路点拨】电子在匀强电场中受到的电场力的方向向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，电势能增加，根据电子的运动分析可以得出结论本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）11关于电场和磁场，以下说法正确的是（ ）A电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零B电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同C磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同D试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零【知识点】电场；磁现象和磁场 I1 I2 K1【答案解析】 BD 解析：A、电流在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，可能电流与磁场方向平行，故A错误；B、电场中某点的电场强度的方向，与放在该点的正试探电荷，所受电场力方向相同，与负电荷受到的电场力相反，故B正确；C、根据左手定则，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直故C错误；D、由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，则该位置一定为零，故D正确；故选BD【思路点拨】电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量，电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定，电场方向与正电荷受力方向一致与负电荷受力方向相反磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度比值与磁场力及电流元均无关电场强度是用比值法定义的物理量之一，电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与该点是否有试探电荷无关，本题是考查基础知识的好题磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）12.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一个电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为-q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中=60，规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中（ ）O P +Q -q N A.N点电势高于P点电势B.N点电势为-C.P点电场强度大小是N点的4倍D.检验电荷在N点具有的电势能为-【知识点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度；电势能 I1 I2【答案解析】 BC 解析：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势故A错误；B、根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：-q（N-P）=mv2，由题，P点的电势为零，即P=0，解得，N点的电势N=-故B正确C、P点电场强度大小是EP=k，N点电场强度大小是EN=k，则EP：EN=4：1故C正确D、检验电荷在N点具有的电势能为EP=-qN=mv2故D错误故选BC【思路点拨】解答本题应抓住：顺着电场线方向电势降低，判断出M点电势高于N点的电势，M、P两点的电势相等，即可知N、P两点电势关系；由真空中点电荷产生的电场强度公式E=k，分析P点与N点电场强度的大小关系；根据动能定理研究电荷由N到P的过程，求解N点的电势；由EP=-qN求出检验电荷在N点具有的电势能本题关键要掌握电场线方向与电势高低的关系，即顺着电场线方向电势降低，以及点电荷场强公式E=k、电势能公式EP=-qN【题文】（物理卷2015届吉林省长春市高三上学期第一次模拟考试（2014.09）8. 如图所示，以o为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心o处产生的电场强度大小为E现改变a处点电荷的位置，使o点的电场强度改变，下列叙述正确的是（）A移至c处，o处的电场强度大小不变，方向沿oeB移至b处，o处的电场强度大小减半，方向沿odC移至e处，o处的电场强度大小减半，方向沿ocD移至f处，o处的电场强度大小不变，方向沿oe【知识点】匀强电场中电势差和电场强度的关系I1 I2【答案解析】C 解析：A、由题意可知，等量正、负点电荷在O处的电场强度大小均为，方向水平向右当移至c处，两点电荷在该处的电场强度方向夹角为120，则o处的合电场强度大小为，但方向：沿oe，故A错误；B、同理，当移至b处，o处的合电场强度大小增大，方向沿od与oe角平分线，故B错误；C、同理，当移至e处，o处的合电场强度大小减半，方向沿oc，故C正确；D、同理，当移至f处，o处的合电场强度大小增大，方向沿od与oc角平分线，故D错误；故选：C【思路点拨】根据点电荷在0处电场强度的叠加，满足矢量合成的原理考查点电荷的电场强度的叠加，掌握库仑定律，理解电场强度的大小与方向，及矢量叠加原理 I2 电场的能的性质【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）15一带电粒子（仅受电场力）在匀强电场中从A运动到B，运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下. 下列判断正确的是 ABEA粒子带正电 BA点电势高于B点电势 C粒子做匀变速曲线运动 D粒子电势能增加【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理；电势能 I2 I3【答案解析】 C 解析：A、粒子由a到b，运动轨迹向上弯曲，可判断粒子受的合力向上，则电场力向上，故粒子带负电，故A错误；B、沿电场线方向，电势降低，所以A点电势低于B点电势，故B错误；C、电场为匀强电场，所以电场力为恒力，根据 ，加速度不变，所以做匀变速曲线运动，故C正确；D、电场力向上，由于电场力做正功，故电势能一定减小，故D错误；故选C【思路点拨】由粒子的运动轨迹弯曲方向可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的正负，由动能定理可求得动能的变化；并能判断电势能的变化带电粒子在电场中的偏转类题目，较好的考查了曲线运动、动能定理及能量关系，综合性较强，故在高考中经常出现，在学习中应注意重点把握【题文】（物理卷2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08）6. 对于真空中电荷量为q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处的电势为=kq/r（k为静电力常量），如图所示，两电荷量大小均为Q的异种点电荷相距为d，现将一质子（电荷量为e）从两电荷连线上的A点沿以负电荷为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，在质子从A到C的过程中，系统电势能的变化情况为（ ） A减少 B增加 C减少 D增加【知识点】电势能；电势I2【答案解析】 A 解析：A点的电势为 A=-k；C点的电势为C=-k则A、C间的电势差为 UAC=A-C=-，质子从A移到C，电场力做功为 WAC=eUAC=，是正功，所以质子的电势能减少，故A正确故选：A【思路点拨】根据题中信息= 公式，分别求出质子在A点和C点的电势，由公式Ep=q求解电势能及其变化量本题是信息给予题，关键要读懂题意，知道如何求解电势，并掌握电场力做功公式和电场力做功与电势能变化的关系【题文】（物理卷2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09）9. 两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动取无限远处的电势为零，则（）Aq由A向O的运动是匀加速直线运动Bq由A向O运动的过程电势能逐渐减小Cq运动到O点时的动能最大Dq运动到O点时电势能为零【知识点】电势能I2【答案解析】 BC 解析：A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误B、电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故B正确C、从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确D、取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值故D错误故选BC【思路点拨】本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷的受力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况本题考查静电场的基本概念关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）7.如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（ ）A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度；电势能I1 I2 I3【答案解析】 C 解析：A、电子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，运动到M点时，电子的速度最小，所以A错误；B、电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以B错误；C、由于电子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，所以C正确；D、当电子向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电势能增加，在向左返回的过程中，电场力对电子做正功，电势能减小，所以D错误故选C【思路点拨】电子在匀强电场中受到的电场力的方向向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，电势能增加，根据电子的运动分析可以得出结论本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）11关于电场和磁场，以下说法正确的是（ ）A电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零B电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同C磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同D试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零【知识点】电场；磁现象和磁场 I1 I2 K1【答案解析】 BD 解析：A、电流在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，可能电流与磁场方向平行，故A错误；B、电场中某点的电场强度的方向，与放在该点的正试探电荷，所受电场力方向相同，与负电荷受到的电场力相反，故B正确；C、根据左手定则，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直故C错误；D、由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，则该位置一定为零，故D正确；故选BD【思路点拨】电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量，电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定，电场方向与正电荷受力方向一致与负电荷受力方向相反磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度比值与磁场力及电流元均无关电场强度是用比值法定义的物理量之一，电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与该点是否有试探电荷无关，本题是考查基础知识的好题磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）12.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一个电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为-q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中=60，规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中（ ）O P +Q -q N A.N点电势高于P点电势B.N点电势为-C.P点电场强度大小是N点的4倍D.检验电荷在N点具有的电势能为-【知识点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度；电势能 I1 I2【答案解析】 BC 解析：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势故A错误；B、根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：-q（N-P）=mv2，由题，P点的电势为零，即P=0，解得，N点的电势N=-故B正确C、P点电场强度大小是EP=k，N点电场强度大小是EN=k，则EP：EN=4：1故C正确D、检验电荷在N点具有的电势能为EP=-qN=mv2故D错误故选BC【思路点拨】解答本题应抓住：顺着电场线方向电势降低，判断出M点电势高于N点的电势，M、P两点的电势相等，即可知N、P两点电势关系；由真空中点电荷产生的电场强度公式E=k，分析P点与N点电场强度的大小关系；根据动能定理研究电荷由N到P的过程，求解N点的电势；由EP=-qN求出检验电荷在N点具有的电势能本题关键要掌握电场线方向与电势高低的关系，即顺着电场线方向电势降低，以及点电荷场强公式E=k、电势能公式EP=-qN【题文】（物理卷2015届吉林省长春市高三上学期第一次模拟考试（2014.09）8. 如图所示，以o为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心o处产生的电场强度大小为E现改变a处点电荷的位置，使o点的电场强度改变，下列叙述正确的是（）A移至c处，o处的电场强度大小不变，方向沿oeB移至b处，o处的电场强度大小减半，方向沿odC移至e处，o处的电场强度大小减半，方向沿ocD移至f处，o处的电场强度大小不变，方向沿oe【知识点】匀强电场中电势差和电场强度的关系I1 I2【答案解析】C 解析：A、由题意可知，等量正、负点电荷在O处的电场强度大小均为，方向水平向右当移至c处，两点电荷在该处的电场强度方向夹角为120，则o处的合电场强度大小为，但方向：沿oe，故A错误；B、同理，当移至b处，o处的合电场强度大小增大，方向沿od与oe角平分线，故B错误；C、同理，当移至e处，o处的合电场强度大小减半，方向沿oc，故C正确；D、同理，当移至f处，o处的合电场强度大小增大，方向沿od与oc角平分线，故D错误；故选：C【思路点拨】根据点电荷在0处电场强度的叠加，满足矢量合成的原理考查点电荷的电场强度的叠加，掌握库仑定律，理解电场强度的大小与方向，及矢量叠加原理 I3 电容器 带电粒子在电场中的匀变速运动【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）15一带电粒子（仅受电场力）在匀强电场中从A运动到B，运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下. 下列判断正确的是 ABEA粒子带正电 BA点电势高于B点电势 C粒子做匀变速曲线运动 D粒子电势能增加【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理；电势能 I2 I3【答案解析】 C 解析：A、粒子由a到b，运动轨迹向上弯曲，可判断粒子受的合力向上，则电场力向上，故粒子带负电，故A错误；B、沿电场线方向，电势降低，所以A点电势低于B点电势，故B错误；C、电场为匀强电场，所以电场力为恒力，根据 ，加速度不变，所以做匀变速曲线运动，故C正确；D、电场力向上，由于电场力做正功，故电势能一定减小，故D错误；故选C【思路点拨】由粒子的运动轨迹弯曲方向可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的正负，由动能定理可求得动能的变化；并能判断电势能的变化带电粒子在电场中的偏转类题目，较好的考查了曲线运动、动能定理及能量关系，综合性较强，故在高考中经常出现，在学习中应注意重点把握【题文】（物理卷2015届河北省石家庄二中高三开学考试（2014.08）5. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将()A.打到下极板上B.在下极板处返回C.在距上极板d/2处返回 D.在距上极扳2d/5处返回【知识点】电容器的动态分析I3【答案解析】 D 解析： 对下极板未移动前，从静止释放到速度为零的过程运用动能定理得，mgdqU0将下极板向上平移，设运动到距离上级板x处返回根据动能定理得，mg(+x) qU0联立两式解得x=故D正确，A、B、C错误故选D【思路点拨】下极板未移动时，带电粒子到达下极板处返回，知道重力做功与电场力做功之和为零，向上移动下极板，若运动到下极板，重力做功小于克服电场力做功，可知不可能运动到下极板返回，根据动能定理，结合电势差大小与d的关系，求出粒子返回时的位置该题考到了带电粒子在电场中的运动、电容器、功能关系等知识点，是一道比较综合的电学题，难度较大这类题应该以运动和力为基础，结合动能定理求解【题文】（物理卷2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08）14、（12分）如图所示，在竖直平面建立直角坐标系xoy，y轴左侧存在一个竖直向下的宽度为d的匀强电场，右侧存在一个宽度也为,d的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一个质量为m，带电荷量为+q的微粒(不计重力)，从电场左边界PQ以某一速度垂直进入电场，经电场偏转后恰好从坐标原点以与x轴正方向成=30夹角进入磁场：（1）假设微粒经磁场偏转后以垂直MN边界射出磁场，求：电场强度E为多少？（2）假设微粒经磁场偏转后恰好不会从MN边界射出磁场，且当粒子重新回到电场中时，此时整个x0的区域充满了大小没有改变但方向逆时针旋转了30角的匀强电场。求微粒从坐标原点射入磁场到从电场射出再次将射入磁场的时间？ 【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动C2 D4 I3 K3【答案解析】 （1）（2） 解析：（1）微粒从O点进入磁场后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv1B=m， 由几何知识得：R1= =2d，解得：v1=，微粒垂直PQ边界进入电场后做类平抛运动，在水平方向：vx=v0=v1cos，d=v0t1，竖直方向：加速度：a=，v1y=at1，解得：a=，E=； （2）微粒从O点进入磁场后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv2B=m，由几何知识得：R2+R2sin=d，解得：R2=2d，解得：v2=，微粒在磁场中做圆周运动的周期：T=，微粒在磁场中转过的圆心角：=2-2（ -）=+2，微粒在磁场中的运动时间：t2=，微粒从磁场中返回电场后做类平抛运动，水平方向：x=v2t3，竖直方向：y= at32，由几何知识得：tan=，解得：t3=；【思路点拨】（1）微粒在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类平抛运动，应用牛顿第二定律求出微粒的速度，应用类平抛运动规律求出电场强度（2）微粒在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类平抛运动，应用牛顿第二定律求出微粒的速度，应用类平抛运动规律求出微粒的运动时间本题考查了求电场强度、求微粒的运动时间，分析清楚微粒运动过程、应用牛顿第二定律与类平抛运动规律即可正确解题【题文】（物理卷2015届浙江省“温州八校”高三返校联考（2014.08）12有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是A减小墨汁微粒的质量B减小墨汁微粒所带的电荷量C增大偏转电场的电压D增大墨汁微粒的喷出速度 【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动I3【答案解析】 BD 解析：解：微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有： 水平方向：L=v0t； 竖直方向：y= at2又 a=联立得，y=要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y，由上式分析可知，采用的方法有：减小比荷、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0、减小极板的长度L、减小偏转极板间的电压U，故A、C错误,B、D正确；故选BD【思路点拨】要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y，根据牛顿第二定律和运动学公式结合推导出偏转量y的表达式，再进行分析此题考查带电粒子在电场中的偏转在实际生活中的应用，关键要熟练运用运动的分解法，推导出偏转量y的表达式【题文】（物理卷2015届浙江省“温州八校”高三返校联考（2014.08）19（12分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为1，内圆弧面CD的半径为L/2，电势为2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP为L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。（1）求粒子到达O点时速度的大小：（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L磁场方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）随着所加磁场大小的变化，试定量分析收集板MN上的收集效率与磁感应强度B的关系。【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动 I3 K2 K3【答案解析】 （1）（2）（3）见解答 解析：（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得：qUU=1-2所以：图1 N（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，则刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度的方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是60，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角=600。根据几何关系，粒子圆周运动的半径：r=L由洛伦兹力提供向心力得：qvB联合解得：（3）磁感应强度增大，则粒子在磁场中运动的轨道半径减小，由几何关系知，收集效率变小设粒子在磁声中运动圆弧对应的圆心角为，如图2由几何关系可知，收集板MN上的收集效率当时，收集效率【思路点拨】（1）根据动能定理即可求出粒子到达O点的速度；（2）做出粒子运动的轨迹，结合轨迹求出粒子的半径，然后由洛伦兹力提供向心力即可求解；（3）抓住粒子在竖直方向上的总位移为零，确定正确的方案本题考查了带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转，综合性较强，对学生的能力要求较高，关键作出粒子的运动轨迹，选择合适的规律进行求解【题文】（物理卷2015届浙江省温州市十校联合体（温州中学等）高三上学期期初联考（2014.08）7.如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（ ）A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度；电势能I1 I2 I3【答案解析】 C 解析：A、电子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，运动到M点时，电子的速度最小，所以A错误；B、电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以B错误；C、由于电子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，所以C正确；D、当电子向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电势能增加，在向左返回的过程中，电场力对电子做正功，电势能减小，所以D错误故选C【思路点拨】电子在匀强电场中受到的电场力的方向向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，电势能增加，根据电子的运动分析可以得出结论本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小 I4 带电粒子在电场中的非匀变速运动【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）14. 如图所示，绝缘平板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数=0.4两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连，Q板固定在平板S上，P、Q间存在竖直向上的匀强电场，整个装置总质量M=0.48kg，P、Q间距为d=1m，P板的中央有一小孔给装置某一初速度，装置向右运动现有一质量m=0.04kg、电量q=110-4C的小球，从离P板高h=1.25m处静止下落，恰好能进入孔内小球进入电场时，装置的速度为v1=5m/s小球进入电场后，恰能运动到Q板且不与Q板接触假设小球进入电场后，装置始终保持初始的运动方向，不计空气阻力，g取10m/s2求：（1）小球刚释放时，小球与小孔的水平距离x；（2）匀强电场的场强大小E；（3）小球从P板到Q板的下落过程中，电势能的变化量；（4）当小球返回到P板时，装置的速度vt【知识点】 匀强电场中电势差和电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动I1 I4【答案解析】：（1）3m；（2）9103N/C（3）0.5J（4）1.2m/s 解析：（1）小球自由下落进入小孔用时t1=0.5s这段时间内装置在做匀减速运动，其加速度a1g4m/s2，小球与小孔的水平距离为xv1t1+a1t12=50.5+40523m（2）小球下落到Q板时速度为零从最高点到最低点：Ek=WG+W电mg（h+d）-qEd=0解得E=9103N/C（3）总势能变化量：E电=qEd=0.9J（4）小球在电场中的加速度a12.5m/s2，小球在电场中运动的时间t22小球进入电场后，装置的加速度a2当小球返回到P板时，装置的速度v=v1-a2t2=1.2m/s【思路点拨】（1）根据自由落体的位移时间公式求出小球释放到进入电场的时间，根据牛顿第二定律求出装置在水平面上匀减速运动的加速度大小，采用逆向思维，结合匀变速直线运动的位移时间公式求出小球与小孔间的水平距离（2）对小球释放到达最低点的过程运用动能定理求出电场强度的大小（3）根据重力势能的减小量和电势能的增加量求出总势能的变化量（4）根据牛顿第二定律，结合运动学公式求出小球在电场中运动的时间，根据牛顿第二定律求出装置的加速度，结合速度时间公式求出装置的速度解决本题的关键理清小球和装置的运动过程，结合牛顿第二定律、动能定理、运动学公式分析求解注意小球在电场中运动时，装置的加速度与小球不在电场中时装置的加速度不同【题文】（物理卷2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09）22. 如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴沿水平方向x0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为