物理2015年高考三维设计专题复习周计划课时跟踪训练(九)带电粒子在电场中的运动问题

物理2015年高考三维设计专题复习周计划课时跟踪训练(九)带电粒子在电场中的运动问题内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (九) 带电粒子在电场中的运动问题(限时 45 分钟)一、单项选择题(本题共 5 小题 )1(2014北京高考)如图 1 所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。 下列判断正确的是( )图 1A1、2 两点的场强相等B1、3 两点的场强相等 C1、2 两点的电势相等 D2、3 两点的电势相等 2(2014东北三省模拟)如图 2 所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度 仅使电容器上极板上移，设电容器极板上所带电荷量为 Q，电子穿出平行板时在垂直于板面方向偏移的距离为 y，以下说法正确的是( )图 2AQ 减少，y 不变 BQ 减少，y 2、减小CQ 增大，y 减小 DQ 增大，y 增大3(2014山东高考)如图 3，半径为 R 的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔 A。 已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心 O 时在壳外产生的电场一样。 一带正电的试探电荷(不计重力) 从球心以初动能 向射出。 下列关于试探电荷的动能 离开球心的距离 r 的关系图线，可能正确的是()图 3光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2014豫东、豫北十校联考)如图 5 所示等边三角形 三个顶点放置三个等量点电荷，电性如图所示，D、E 、F 是等边三角形三条边的中点，O 点是等边三角形的中心，下列说法正确的是()图 5AO、E 3、 两点的电势相等BD、F 两点的电势不相等CD、F 两点的电场强度相同D将一个负的试探电荷由 O 点移到 E 点，试探电荷的电势能增大5(2014宁波模拟)如图 6(a)所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。 t0 时，乙球以 6 m/s 的初速度向静止的甲球运动。 之后，它们仅在电场力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触 )。 它们运动的 vt 图像分别如图 (b)中甲、乙两曲线所示。 由图线可知( )图 6A甲、乙两球一定带异种电荷Bt 1 时刻两球的电势能最小C0t 2 时间内，两球间的电场力先增大后减小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 0t 3 时间内，甲球的动能一直增 4、大，乙球的动能一直减小二、多项选择题(本题共 3 小题 )6(2014佛山模拟)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。 如图 7，平行板电容器两极板 M、N 与电压为 U 的恒定电源两极相连，极板的间距为 d。 现有一质量为 m 的带电油滴在极板间匀速下落，则( )密立根油滴实验图 7A此时极板间的电场强度 EU /滴带电荷量为 小极板间电压，油滴将加速下落D将极板 N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动7(2014汕头模拟)示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合(如图 8)。 当加速电压为 转电压为 转极板长为 L，板间距为 d 时，电子打在荧 5、光屏上形成光斑 P，则 ( )图 8A只增大 d，偏转电场的电场强度增大B只增大 L, 荧光屏上光斑 P 的位置不变C只增大 子穿越偏转电场时间变短D只增大 使荧光屏上光斑 P 向上移动8(2014抚州五校联考)如图 9 所示，在竖直向上的匀强电场中，从倾角为 的斜面上的 M 点水平抛出一个带负电小球，小球的初速度为 后小球落在斜面上的 N 点。 在已知 、v 0 和小球所受的电场力大小 F 及重力加速度 g 的条件下，不计空气阻力，则下列的判断正确的是()图 9A可求出小球落到 N 点时重力的功率光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力C可求出小球从 M 6、 点到 N 点的过程中电势能的变化量D可求出小球落到 N 点时速度的大小和方向三、计算题(本题共 2 小题)9如图 10 所示，真空中水平放置的两个相同极板 Y 和 Y长为 L，相距为 d，足够大的竖直屏与两板右侧相距 b。 在两板间加上可调偏转电压 ，一束质量为 m、电荷量为q 的粒子(不计重力)从两板左侧中点 A 以初速度 水平方向射入电场且能穿出。 图 10(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心 O 点；(2)求两板间所加偏转电压 的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度。 10(2013湖北高三联考)如图 11 所示，在 E10 3 V/m 的竖直匀强电场中，有一光 7、滑的半圆形绝缘轨道 一水平绝缘轨道 N 点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行。 其半径 R40 为半圆形轨道最低点， P 为 弧的中点，一带负电q10 4 C 的小滑块质量 m10 g，与水平轨道间的动摩擦因数 位于 N 点右侧 1.5 m 的 M 处，取 g10 m/：图 11(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点 Q，则滑块应以多大的初速度 左运动。 (2)这样运动的滑块通过 P 点时受到轨道的压力是多大。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 选 D电场线的疏密程度表示场强的大小， A、B 错误；等势线上各点的电势相等，C 错误， D 正确。 2选 B上极板上移，两板间距增大，电容器电容减 8、小，板间电场强度减小，由QC U 可知，Q 减小，C、D 均错误；由 y 可知，因 E 减小，电子偏转距离 y 减12 B 正确，A 错误。 3选 A由于带正电的试探电荷在球壳内运动时，不受电场力，没有力做功，动能不变，可知 C、D 项错误。 在球壳外，电场力做正功，动能增大，且由 F 库 k 可知随 r 的 库 减小，体现为 Ekr 图线的斜率减小，故选项 A 正确，B 错误。 4选 D由对称性可知，沿 直线上，合电场方向由 OE，即 ，将一负电荷由 O 点移至 E 点，电场力做负功，电势能增大， D 正确， A 错误；D、F 两点的电势相等，电场强度大小相等，方向不同，B、C 均错误。 5选 C由 9、 0t 1时间内，甲球加速、乙球减速可知，甲、乙两球相互排斥，带同种电荷，A 错误；t 1时刻两球相距最近，此时系统电场力做负功最多，电势能最大，B 错误；0t 1时间内，间距减小，电场力增大， t1t 2时间内间距增大，电场力减小，C 正确；0t 2时间内，乙球动能一直减小到零，在 t2t 3时间内，乙球动能增大，D 错误。 6选 间电场强度 E ，油滴平衡，得： q ，A 正确，B 错Ud 小极板间电压，则有 q，油滴加速下落，C 正确；将极板 N 向下移动，板间电场减小，q，油滴加速下落，D 错误。 7选 E 偏 可知， A 错误；由 y t2，t ，U 1e t22，y ，由此可知，U 1 10、越大，t 越小，L、U 2越大，y 越大，C、D 正确，B 错e/m。 8选 小球的加速度为 a，则有 ， 2，小球落到 N 点的速12 ，v 2，D 正 4球在 N 点时重力的功率 PNmg2mg ，但因不知小球质量 m，无法求出 错误；由电场力对小球所做的功为 F v 0t ，但无法求出小球运动时间 t，12故 C 错误；小球重力大小等于电场力大小是一种可能情况， B 正确。 (1)设粒子在偏转电场运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为 y，沿电场方向的速度为 转角为 ，其反向延长线通过 O 点，O 点与极板右端的水平距离为 x。 则有 y ，L v 0t12vy ，联立可得 x2即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心 O 点。 (2)a ，E 式解得 yy 时，U d2 U )当 y 时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大， y0y 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，解得：y 0dL dL 2b2。 dL 2b1)见解析(2) U )dL 2b析：(1)设小球到达 Q 点时速度为 v，则由牛顿运动定律 q| E 点过程中，由动能定理R |q|E2R (q|E)x 2联立解得 m/s。 (2)设滑块到达 P 点时速度为 v，则从开始运动到 P 点过程，由动能定理( q|E)R (|q|Ex 2在 P 点时 2N。 答案：(1)7 m/s(2)。