（高考领航）2016年高考物理大一轮复习（人教版） 第六章 静电场热点集训（六） 电场线(等势线)与运动轨迹综合的问题+带电粒子在复合场中的运动

（高考领航）2016年高考物理大一轮复习（人教版） 第六章 静电场热点集训（六） 电场线(等势线)与运动轨迹综合的问题+带电粒子在复合场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 电场线(等势线) 与运动轨迹结合的问题以电场线(或等势线) 与带电粒子的运动相结合的题目是高考的热点，以选择题为主解决此类问题的关键是找出带电粒子在某一位置处所受的电场力的方向、速度的方向以及轨迹的弯曲方向，然后运用物体做曲线运动的条件及功能关系进行相关的判断1. (多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点则该粒子 ()A带负电B在 c 点受力最大C在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能D由 a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 2、 c 点的动能变化解析：选 力方向指向轨迹的凹侧，说明粒子带正电，A 错误；由库仑定律 Fk 知离圆心越远，粒子所受的力越小， 子从 b 点到 c 点过程中，静电力做正功，电势能减小，C 正确；点电荷的等势面与虚线重合，依题意得 电场力做功 W动能定理得粒子由 a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变化，D 正确2(多选 )负点电荷 Q 固定在正方形的一个顶点上，带电粒子 P 仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点 a、b、c，如图所高中物理资源下载平台世昌的博客 ，则 ()A粒子 P 带负电Ba、 b、c 三点的电势高低关系是 a c 子 P 由 a 3、 到 b 电势能增加，由 b 到 c 电势能减少D粒子 P 在 a、b、c 三点的加速度大小之比是 212解析：选 仅受电场力作用，轨迹弯曲方向跟电场力方向一致，故粒子 P 带正电，选项 A 错误；沿电场线方向电势降低，故 a c b，选项 B 正确粒子 P 由 a 到 b，电场力做负功，电势能增加；由 b 到 c，电场力做正功，电势能减少，选项 C 正确电场力 F k 粒子 P 在b、c 三点的加速度大小之比是 212，选项 D 正确3. 如图所示，在 O 点处放置一个正电荷，在过 O 点的竖直平面内的 A 点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为 m、电荷量为 与以 O 为圆心、R 为半 4、径的圆( 图中实线所示) 相交于 B、C 两点，O、C 在同一水平线上，0，A 距离 竖直高度为 点的速度为 v，则下列说法正确的是()A小球通过 C 点的速度大小是 2球在 B、C 两点的电势能不等C小球由 A 点到 C 点的过程中电势能一直在减少D小球由 A 点到 C 点损失的机械能为 mg(h ) 2解析：选 点是点电荷，所以以 O 为球心的球面是一个等势面，B、C 两点电势相等，小球在 B、C 两点的电势能也相等，B 错误；由于B、C 两点电势相等，故小球从 B 点到 C 点的过程中电场力做的总功为零，高中物理资源下载平台世昌的博客 、C 两点间的竖直高度为 ，根据动能定理得 得 ，A 5、 错误；小球从 A 点到 C 点电场2 2C 12 势能先增加后减少，C 错误；小球从 B 点运动到 C 点电场力做的总功为零，机械能不变，小球从 A 点运动到 B 点电场力做负功，机械能减少，根据动能定理得 Wmg(h ) ，解得2W h )，所以小球从 A 点到 C 点损失的机械能为 mg(h )12 2 正确124. (多选)如图所示，虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N 为运动轨迹上两点，下列说法中正确的是 ()A如果实线表示电场线，则该粒子在 M 点的动能一定小于在 N 点的动能B如果实线表示等势面，则该粒子在 M 点的动能一定小于在 N 点的动能C不论实线表示电场线 6、还是等势面，粒子在 M 点的加速度一定小于在 N 点的加速度D不论实线表示电场线还是等势面，都不能确定 M、N 两点电势高低关系，但能确定该粒子所带电荷的正负解析：选 曲线运动的粒子受到的合力指向曲线的凹侧，从 M 到 N 电场力做正功，动能增加，选项 A 正确；如果实线表示等势面，粒子从 M 到 N 电场力做负功，动能减少，选项 B 错误；无论实线表示电场线还是等势面，N 点比 M 点的线要密，所以粒子在 N 点受到的电场高中物理资源下载平台世昌的博客 ，加速度也大，选项 C 正确；无论实线表示电场线还是等势面，不能确定 M、 N 两点间电势高低关系，也不能确定该粒子所带电荷的正负，选项 点 7、二带电粒子在复合场(重力场、电场)中的运动本热点主要涉及在电场和重力场背景下的宏观带电体的受力和运动的综合分析，常与“斜面” 、 “弹簧”等情景相结合，进行多过程、多运动形式的综合考查，以计算题为主解决此类问题应以带电粒子为研究对象，按照研究力学问题的基本方法，从力和运动以及功能关系两条主线进行分析和讨论，可概括为“电场情景、力学方法” 5(2014高考天津卷 )如图所示，平行金属板A、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么 ()A若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷B微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加C微粒 8、从 M 点运动到 N 点动能一定增加D微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加解析：选 外力向下，无法确定电场力方向，也无法确定电场力做功的正负及电势能的变化情况，故 A、B 错误由合外力一定向下，可知 MN 的过程中合外力做正功，动能增加，C 正确除重力以外其他力做功影响物体的机械能，本题除重力以外带电微粒只受电场力，由于无法判断电场力做功的正负，也无法判断机械能是增加还是减少，D 错误6.(2015兰州、张掖联考 )(多选)如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜高中物理资源下载平台世昌的博客 ，带电小球 Q(可视为质点)固定在绝缘斜面上的 M 点，且在通过弹簧中心的直线 现 9、将与 Q 大小相同，带电性也相同的小球 P，从直线 点由静止释放，若两小球可视为点电荷在小球 P 与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是()A小球 P 的速度一定先增大后减小B小球 P 的机械能一直在减少C小球 P 速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零D小球 P 与弹簧组成的系统机械能一定增加解析：选 在沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力、沿斜面向下的库仑斥力 F ,小球 P 与弹簧接触的最初阶段,弹簧弹力小于 ，小球 P 先加速，由于弹簧弹力逐渐增大，库仑斥力逐渐减合力变小，加速度变小，即第一阶段是加速度逐渐减小的加速运动，第二阶段弹簧弹力大于 ，合力沿斜面向上，弹簧弹力逐渐 10、增大，力变大，加速度变大，即第二阶段是加速度逐渐变大的减速运动，直到速度减小为 0，选项 A 正确；小球 P 的机械能变化等于除重力外其他力做的功，即库仑力和弹簧弹力的合力做的功，初始阶段弹簧弹力小于库仑斥力，二者合力做正功，机械能增大，当弹簧弹力大于库仑斥力后，二者合力做负功，机械能减小，选项 B 错误；小球 P 的速度最大时即加速度等于 0 时，弹簧弹力等于库仑力和重力沿斜面向下的分力之和，选项 球 P 与弹簧组成的系统的机械能变化等于除系统弹力和重力外其他力做的功，即库仑斥力做的功，由于库仑斥力做正功，故系统的机械能增加，选项 D 正确高中物理资源下载平台世昌的博客 (2013高考新课标 11、全国卷卷)如图，匀强电场中有一半径为 r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为 q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过 a 点和 b 点时对轨道压力的大小分别为 电场强度的大小 E、质点经过 a 点和 b 点时的动能解析：质点所受电场力的大小为F设质点质量为 m，经过 a 点和 b 点时的速度大小分别为 牛顿第二定律有FN amm设质点经过 a 点和 b 点时的动能分别为 12 212 2 联立式得E ( a) 16(N a) 世昌的博客 (5 a) ( a) (N a) (5 a)16q 2015安徽名校联考 )如图甲所示，在真空中足 12、够大的绝缘水平地面上，一个质量为 m0.2 电荷量为 q0 6 C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数 t0 时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(以水平向右为正方向，g 取 10 m/求：(1)23 s 内小物块的位移大小；(2)23 s 内电场力对小物块所做的功解析：(1)0 2 s 内小物块的加速度 2 m/s 2，4 2 s 末小物块的速度为 v2a 1 m/ s 内小物块的加速度 2 m/s 2，x2x 14 m4 s 末的速度为 s 的变速运动，第 22 s 末的速度为 m/s，第 23 s 末的速度为 v 22a 2(t 22)2 m/s，第 23 s 内的位移 v 22(t 22) a2(t 22)23 世昌的博客 x1x 2347 )23 s 内，设电场力对小物块所做的功为 W，由动能定理有： W 解得 W3答案：(1)47 m(2)J。