2013高考物理终极猜想14对带电粒子在电场中运动的考查

2013高考物理终极猜想14对带电粒子在电场中运动的考查内容摘要：

1、对带电粒子在电场中运动的考查(本卷共 7 小题，满分 60 分建议时间：30 分钟 )命题专家寄语对带电粒子在电场中运动的考查，能力要求较高，近年来多结合牛顿运动定律、动能定理等知识进行考查，场力做功、电势能的关系1(多选) 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 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 2、为 Q510 6 C 的点电荷固定于电场中的 O 处，在 a 处有一个质量为m910 3 荷量为 q210 8 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，b 且相互垂直，在此过程中外力至少做功 ()图 2A0 2 J B9( 1)10 3 103 J D910 3 电粒子在电场中的运动如图 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 3、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(多选) 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 4、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四十九、带电粒子的加速与偏转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 动，、3、4、5 是等势线与小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W 34五十、带电粒子在复合场中的运动6一 5、个带正电的粒子以初动能 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 初速度方向跟电场方向垂直，经过时间 t 动能为 大小，有 ()AE BE 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 ，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 感应强度为 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 6、的时间参考答案1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2D3A4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 正确；当尘粒匀速运动时，qE中 q、k 相同，但 E 不同，所以 D 错误 5D中，由动能定理得 电场力做功与电势能的关系得， 立得 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 W 知，W 12W 34，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 12 )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v 0t，y 代入得，y 6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 ，所以 303带电粒子的运动时间为 解析。