(浙江选考)高考物理二轮复习专题三电场与磁场提升训练10带电粒子在电场中的运动

1、5.11.提升训练 10 带电粒子在电场中的运动（2017 浙江杭州一中月考）如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d且分别与电源两极相连，两 板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、MN在同一竖直线上）,空气阻力忽略不计 间的电压不变，则下列说法不正确的是A.把A板向上平移一小段距离B.把A板向下平移一小段距离C.把B板向上平移一小段距离D.把B板向下平移一小段距离2.（2018 年 4 月浙江选考,11）v-t图象如图所示。粒子在,质点自,质点自,质点自,质点自,到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极板（ ）P点自由下落后仍能返回

2、P点自由下落后将穿过P点自由下落后仍能返回P点自由下落后将穿过N孔继续下落A.A、B、BA B、C.粒子从D.粒子从一带电粒子仅在电场力作用下从N孔继续下落A点开始以-Vo的速度做直线运动，其 列判断正确的是（）C三点的电势关系为C三点的电场强度大小关系为ECEBEAA点经B点运动到C点，电势能先增加后减少A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场,Q从下极板边缘处射入。它们最后打在同一点（重力不计）,则从开始射）3.质量相同的两个带电粒子中,P从两极板正中央射入 入到打到上极板的过程中,（A. 它们运动的时间tQtPB.它们所带的

3、电荷量之比C.它们的电势能减少量之比D.它们的动能增量之比为qp:qQ=1:2Epp：Epc=1:2EkP:EkQ=2:14.在电场强度大小为E的匀强电场中，质量为m电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为,物体运动s距离时速度变为零。则下列说法正确的是（ ）A.物体克服电场力做功 0.8qEsB.物体的电势能增加了 0.8qEsC.物体的电势能增加了 1.2qEsD.物体的动能减少了 0.8qEs5.23如图所示，两对金属板A B和C D分别竖直和水平放置，A、B接在电路中，C D板间电压为U A板上0处发出的电子经加速后，水平射入C D板间，电子最终都能打

4、在光屏M上。关于电子的运动 下列说法正确的是（）A. S 闭合，只向右移 动滑片RP越靠近b端，电子打在M上的位置越高B. S 闭合，只改变A、B板间的距离，改变前后，电子由0至M经历的时间相同C. S 闭合，只改变A、B板间的距离，改变前后，电子到达M前瞬间的动能相同D. S 闭合后再断开，只向左平移BB越靠近A板，电子打在M上的位置越低6如图 a，MN是长为L、倾角为0的光滑绝缘杆，M N、P为直角三角形的 三个顶点，MP中点处固定 一电荷量为Q的正点 电荷，杆上套有一质量为m的带正电的小球（可视为点电荷）。小球自N点由静 止释放。小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处x=0）的变化图象

5、如图 b 所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（）A. 图 b 中表示电势能随位置变化的是图线nB. 小球经过xi位置时电场力做功的功率最大C. 小球在M点受到的库仑力比在N点收到的库仑力大D. 若图象中的日、E、E）为已知，则可求得小球在M点时的速度7.（2017 全国I卷）真空中存在电场强度大小为E的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为V0。在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间11后,又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为go（1）求油滴运动到B

6、点时的速度；4（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的11和V。应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度Vo做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。&如图所示,两平行金属板A B长L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高 300 V。一带正 电的粒子电荷量为q=10-10C,质量m=0-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度vo=2X106m/s。粒子飞出平行板电场后经过界面MN PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MN

7、 PS相距为 12 cm,D是中心线RC与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为 9 cm,粒子穿过界 面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏be上。(静电力常量k=9.0X109N-m2/C2,粒子重力忽略不计)(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO勺距离多远？到达PS界面时离D点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。9.在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E(图中未画出),由A点斜射出质量为m电荷量为+q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中10为常数。粒子所受重力 忽略不计。求：(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功；(2)粒子从A到C

8、过程所经历的时间5(1)离子打在O处的动能;到达荧光屏上的所有离子中，最小的动能值(3)粒子经过C点时的速率。10.(2017 浙江名校协作高二考试)某科研小组在研究电场时发现仅存于椭圆区域的一种匀强电场行于纸面沿y轴正方向发射出大量同种正离子(不计离子的重力及离子间的相互作用),电荷量为q,这群离子的初速度包含从0 到Vm的各种速度，最大速度Vm足够大，离子群在仅受电场力作用下离开电场区域，全部打在右侧垂直电场方向的荧光屏上，荧光屏中心O在x轴上离椭圆中心O的距离为2 艮求：(3) 到达荧光屏上动能最小的离子的位置。22Xy；+73/r2RE、方向沿x轴正向。在坐标原点O处平如图所示，椭圆方

9、程为=1。电场的电场强度为6提升训练 10 带电粒子在电场中的运动1.B 解析移动A板或B板后，质点能否返回P点的关键是质点在A B间运动时到达B板之 前速度能否减为零，如能减为零，则一定沿原路返回P点；如不能减为零，则穿过B板后只受重力，将 继续下落。因质点到达N孔时速度恰为零，由动能定理得mg2d-qU=0。因极板一直与电源两极连接，电压U直不变，当A板上移、下移时，满足qU-mgh=的条件，即h=2d，则质点到达N孔时速度 恰好为零，然后按原路返回，A 正确，B 错误。当把B板上移后，设质点仍能到达B板，则由动能定理111得mgh-qU=mV，因B板上移后h0,即质点到达N孔时仍有向下的

10、 速度，将穿过B板继续下落，D 正确。2.C 解析 由v-t图象知，带电粒子在 0to时间段做减速运动，电场力做负功，电势能增大；103t0时间段，带电粒子反方向加速，电场力做正功，电势能减小，所以 C 项正确，D 项错误；因为不 知道带电粒子电性，本题中无法判断电势的高低，所以 A 项错误；图象中斜率表示粒子的加速度，由qE=ma可知 0、t。、3t0时刻中，t。时刻电场强度最大，即B点电场强度最大,B 项错误。3.B 解析 带电粒子在竖直方向受到向上的电场力，做匀加速直线运动，在水平方向上做匀速直线运动，因为两带电粒子在水平方向上的速度相同，又因为在水平方向上的位移相同，故根据公式x=V0

11、t可得两者的运动时间相同，A 错误；在竖直方向上的位移之比，因为11戶仆1MQyp= apt2= t2,yQ= adt2 t2,联立可得qp：qc=l:2，B 正确；电场力做功为W=Eqy电场力做多少A/i g尸y尸1正功，电势能就减少多少，故 ,过程中只有电场力做功，所以电势能转化为动能，即它们的动能增量之比为 EkP:E1+-|若B点在A点之下,解析（1）设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为E的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上。在t=0 时,电场强度突然从E增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小ai满足qEz-mg=

12、ma油滴在时刻ti的速度为vi=vo+aiti电场强度在时刻ti突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小a2满足qEz+mg=ma油滴在时刻t2=2ti的速度为v2=vi-a2ti由式得V2=vo-2gtio由题意，在t=0 时刻前有qE=mg油滴从t=0 到时刻11的位移为si=vot计ai1一耳t2油滴在从时刻11到时刻12=2ti的时间间隔内的位移为S2=viti-2a2由题给条件有2v0=2g（2h）式中h是B、A两点之间的距离。若B点在A点之上，依题意有Si+S2=h由式得1叫吕=2-2 叫*站）2日为使EzE,应有% 1 %2-2，2i”超即当若B点在A点之上,E2=弘1v

13、9才是可能的；条件 式和 式分别对应于V2o 和V2v0i；vn由|.期式得%Ea=2-2 为使E,应有2-2叫嘶qUfL /10 *1X 3001y= at2=带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS线交于E,设E到中心线的距离为Y则2 x 1020X 0,082x 106m=0.03 m=3 cm12 X 102Y=%Vy+y=04210_ 10 x 300 O.Ofi- X xx 101020 x 0.082 X 106m+0.03 m=0.12 m=12 cm。(2)第一段是抛物线，第二段是直线，第三段是曲线，轨迹如图所示。12叫J 牡(3)-x方向做匀速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D在y轴上,E；011解得T=(3)粒子在DC段做类平抛运动，于是有2lo=vcx(2T),vcy=a(2T)则ATC过程所经历的时间12)2t2J% + % =2mVTS10.答案凋qER(2)qER(3)解析(1)只有初速度为零的离子才能沿电场方向做匀加速运动2