高考物理总复习巩固练习 带电体在电场中的运动 （提高）

【巩固练习】一、选择题1、如图所示，在竖直放置的光滑绝缘半圆弧细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为（ ）A. B. C. D. 2、两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为E的匀强电场中，小球1和小球2均带正电，电量分别为q1和q2（q1q2）。将细线拉直并使之与电场方向平行，如图所示。若将两小球同时从静止状态释放，则释放后细线中的张力T为（不计重力及两小球间的库仑力） （ ）A B C D3、如图所示，在匀强电场中将一带电荷量为+q、质量为m的小球以初速度竖直向上抛出，在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中，下列判断正确的是（ ）A.小球的机械能守恒 B.小球的电势能增加 C.所用的时间为 D.到达最高点时，速度为零，加速度大于g4、如图，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动。M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。电子在从M经P到达N点的过程中（ ）A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小5、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面且相邻两等势面间的电势差相等一正电荷在等势面U3上时，具有动能20J，它在运动到等势面U1上时，速度为零令U2=0，那么，当该电荷的电势能为4J时，其动能大小为（ ）A16 J B10 J C6 J D4 J6、如图所示，绝缘细线栓一带负电的小球，在竖直向下的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，则（ ）A小球到达最高点A时，细线的张力一定最小B小球到达最低点B时，小球的速度一定最大C小球到达最高点A时，小球的电势能一定最小D小球在运动过程中机械能不守恒7、一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中，如图所示，环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知（ ）小球所受重力与电场力大小相等一半径为R的光滑圆环竖直小球在b点时的机械能最小小球在d点时的电势能最大小球在c点时的动能最大A. B. C. D. 8、一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中，如图所示，环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知（ ）A小球在a点的加速度与在d点的加速度大小相等B小球在b点的机械能最大，在d点的机械能最小C小球在b点的机械能最小，在d点的机械能最大D小球在b点与在c点的速度大小相等9、(2015 吉林三模) 如图所示，一均匀带正电绝缘细圆环水平固定，环心为O点。带正电的小球从O点正上方的A点由静止释放，穿过圆环中心O，并通过关于O与A点对称的A点，取O点为重力势能零点。关于小球从A点运动到A点的过程中，小球的加速度a、重力势能EpG、机械能E、电势能EpE随位置变化的情况，下列说法中正确的是（ ） A从A到O的过程中a一定先增大后减小，从O到A的过程中a一定先减小后增大B从A到O的过程中EpG小于零，从O到A的过程中EpG大于零C从A到O的过程中E随位移增大均匀减小，从O到A的过程中E随位移增大均匀增大D从A到O的过程中EpE随位移增大非均匀增大，从O到A的过程中EpE随位移增大非均匀减小10、如图所示，在光滑绝缘水平面上有两个带异种电荷的小球A和B，它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且始终保持相对静止设小球A的电荷量为QA，小球B的电荷量为QB，则下列判断正确的是()A小球A带正电，小球B带负电，且QAQBC小球A带负电，小球B带正电，且QAQBD小球A带负电，小球B带正电，且QAQB，选项A错误，选项B正确；如果小球A带负电，小球B带正电，则A所受合外力水平向左，加速度向左，不符合题意，故选项C、D均错误。二、填空题1、8 J.解析: 正电荷从等势面A运动到等势面C上，电场力做负功，动能减小，电势能增加，每两个等势面的差值为10J，UB=0，B的电势能为0，总能量为10J，当电势能为2J时，其动能大小为8J。2、 解析：物体的初速度，加速度物体速度减小到零的时间4秒内的位移第5秒物体从速度为零反方向坐匀加速运动，位移大小物体的路程为。在5秒内克服电场力做的功为 3、（1）（2）解析：（1）设电场强度为E，电荷量为q，因小球做直线运动，它受到的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图。根据物体受力情况，小球做匀减速直线运动，可知物体所受合力 由，解得 （2）由物体受力情况可知，电场力 电势能变化量，解得。 三、计算题1、【答案】(1)400 V(2)3 N(3)【解析】(1)带电小球在B点静止受力平衡，则：qEmgtan，由UEd有：UABEl(1sin)400 V.(2)设小球运动至C点时速度为vC，则： 联立解得：F3 N.(3)小球做完整圆周运动时必须通过B点的对称点，设在该点时小球的最小速度为v，则：联立解得：.2、【答案】（1）小球运动到处时受到电场力的大小为；（2）小球运动到C处时的速度大小为；（3）小球运动到圆弧最低点处时，小球对管道压力的大小为。【解析】（1）设小球在圆弧形管道最低点B处分别受到和的库仑力分别为和。则： 小球沿水平方向受到的电场力为和的合力，由平行四边形定则得： 联立得： （2）管道所在的竖直平面是和形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，有： 解得： （3）设在B点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得： 联立解得： 设在B点管道对小球在水平方向的压力的分力为，则： 圆弧形管道最低点B处对小球的压力大小为： 由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点的压力大小为： 3、（1）（2） 电势能增加了解析：（1）带电系统刚开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律得：球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，由，求得 .（2）对带电系统进行分析，假设球A能达到NQ，且A球到达NQ时电场力对系统做功为W1，有 ，故带电系统速度第一次为零时，球A恰好到达NQ. 设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，则，解得：球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，显然，B球进入电场后带电系统做匀减速运动设减速所需时间为t2则有 ，求得可知，带电系统从静止运动到速度第一次为零时所需的时间为：.B球电势能增加了：4、（1） 时间（2）能再次发生碰撞。解析：（1）P1经t1时间与P2碰撞，则P1、P2碰撞，设碰后P2速度为v2，由动量