高考物理巩固练习带电体在电场中的运动 (提高) 专题复习资料含答案

合集下载

高考物理带电粒子在电场中的运动答题技巧及练习题(含答案)含解析

高考物理带电粒子在电场中的运动答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动1．如图所示，OO′为正对放置的水平金属板M 、N 的中线．热灯丝逸出的电子(初速度重力均不计)在电压为U 的加速电场中由静止开始运动，从小孔O 射入两板间正交的匀强电场、匀强磁场(图中未画出)后沿OO′做直线运动．已知两板间的电压为2U ，两板长度与两板间的距离均为L ，电子的质量为m 、电荷量为e ．(1)求板间匀强磁场的磁感应强度的大小B 和方向；(2)若保留两金属板间的匀强磁场不变，使两金属板均不带电，求从小孔O 射入的电子打到N 板上的位置到N 板左端的距离x ．【答案】（1）12mU B L e = 垂直纸面向外；（23L【解析】【分析】（1）在电场中加速度，在复合场中直线运动，根据动能定理和力的平衡求解即可；（2）洛伦兹力提供向心力同时结合几何关系求解即可；【详解】（1）电子通过加速电场的过程中，由动能定理有：212eU m v = 由于电子在两板间做匀速运动，则evB eE =，其中2U E L= 联立解得：12mUB L e=根据左手定则可判断磁感应强度方向垂直纸面向外；（2）洛伦兹力提供电子在磁场中做圆周运动所需要的向心力，有：2v evB m r=，其中由（1）得到2eUv m=设电子打在N 板上时的速度方向与N 板的夹角为θ，由几何关系有：2cos L r rθ-=由几何关系有：sin x r θ= 联立解得：3x L =．【点睛】本题考查了带电粒子的加速问题，主要利用动能定理进行求解；在磁场中圆周运动，主要找出向心力的提供者，根据牛顿第二定律列出方程结合几何关系求解即可．2．如图所示，EF 与GH 间为一无场区．无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A 为正极板．无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场，点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心，圆弧半径为R ，圆心角为120°，O 、C 在两板间的中心线上，D 位于GH 上．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：(1)O 处点电荷的电性和电荷量； (2)两金属板间所加的电压．【答案】(1)负电，2043mv R kq ；(2) 203mdv【解析】（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q 的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O 处点电荷带负电．由几何关系知，粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D 点时速度为：0023303v v v cos ==︒ …①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q 带负电且满足22Qq v k mR R =…② 由①②得：2043mv RQ kq=（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°tan 30°=0yv v …③v y =at…④qUa md=…⑤ 0Lt v =…⑥ 由③④⑤⑥得：2200303mdv tan mdv U qL ︒==3．如图(a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一水平线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为m 的油滴a 和b ，带电量为+q 的a 水平向右，不带电的b 竖直向上．b 上升高度为h 时，到达最高点，此时a 恰好与它相碰，瞬间结合成油滴p ．忽略空气阻力，重力加速度为g ．求(1)油滴b 竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离； (2)匀强电场的场强及油滴a 、b 结合为p 后瞬间的速度；(3)若油滴p 形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为0t =时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为T 0（垂直纸面向外为正），已知P 始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积．（忽略磁场突变的影响）【答案】（12hg2h （2）2mg q ；P v gh = 方向向右上，与水平方向夹角为45°（3）20min 22ghT s π= 【解析】【详解】(1)设油滴的喷出速率为0v ，则对油滴b 做竖直上抛运动，有2002v gh =- 解得02v gh000v gt =- 解得02ht g=对油滴a 的水平运动，有000x v t = 解得02x h =(2)两油滴结合之前，油滴a 做类平抛运动，设加速度为a ，有qE mg ma -=，2012h at =，解得a g =，2mg E q =设油滴的喷出速率为0v ，结合前瞬间油滴a 速度大小为a v ，方向向右上与水平方向夹θ角，则0a cos v v θ=，00tan v at θ=，解得a 2v gh =，45θ=︒两油滴的结束过程动量守恒，有：12p mv mv =，联立各式，解得：p v gh =，方向向右上，与水平方向夹45︒角(3)因2qE mg =，油滴p 在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r ，周期为T ，则由2082pp v m qv m qT r π= 得0T gh r =，由2p r T v π= 得02T T = 即油滴p 在磁场中的运动轨迹是两个外切圆组成的“8”字形．最小矩形的两条边长分别为2r 、4r （轨迹如图所示）．最小矩形的面积为20min2242ghT s r r π=⨯=4．如图所示，竖直面内有水平线MN 与竖直线PQ 交于P 点，O 在水平线MN 上，OP 间距为d ，一质量为m 、电量为q 的带正电粒子，从O 处以大小为v 0、方向与水平线夹角为θ＝60º的速度，进入大小为E 1的匀强电场中，电场方向与竖直方向夹角为θ＝60º，粒子到达PQ 线上的A 点时，其动能为在O 处时动能的4倍．当粒子到达A 点时，突然将电场改为大小为E 2，方向与竖直方向夹角也为θ＝60º的匀强电场，然后粒子能到达PQ 线上的B 点．电场方向均平行于MN 、PQ 所在竖直面，图中分别仅画出一条电场线示意其方向。

高考复习(物理)专项练习：带电粒子在复合场中的运动【含答案及解析】

专题分层突破练9带电粒子在复合场中的运动A组1.(2021湖南邵阳高三一模)如图所示,有一混合正离子束从静止通过同一加速电场后,进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅰ。

如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,不计离子的重力,则说明这些正离子在区域Ⅰ中运动时一定相同的物理量是()A.动能B.质量C.电荷D.比荷2.(多选)(2021辽宁高三一模)劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器如图所示,真空中的两个D形金属盒间留有平行的狭缝,粒子通过狭缝的时间可忽略。

匀强磁场与盒面垂直,加速器接在交流电源上,A处粒子源产生的质子可在盒间被正常加速。

下列说法正确的是()A.虽然逐渐被加速,质子每运动半周的时间不变B.只增大交流电压,质子在盒中运行总时间变短C.只增大磁感应强度,仍可能使质子被正常加速D.只增大交流电压,质子可获得更大的出口速度3.(2021四川成都高三二模)如图所示,在第一、第四象限的y≤0.8 m区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小E=4×103 N/C;在第一象限的0.8 m<y≤1.0 m区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。

一个质量m=1×10-10 kg、电荷量q=1×10-6 C的带正电粒子,以v0=6×103 m/s的速率从坐标原点O沿x轴正方向进入电场。

不计粒子的重力。

(1)求粒子第一次离开电场时的速度。

(2)为使粒子能再次进入电场,求磁感应强度B的最小值。

4.(2021河南高三二模)如图所示,在平面直角坐标系xOy内有一直角三角形,其顶点坐标分别为d),(d,0),三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴下方有沿(0,0),(0,√33着y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。

一质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的某点M 由静止释放,粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出,不计粒子重力。

(1)求M点到O点的距离。

2020届高考物理带电粒子在电场中的运动专题练习(含答案)

v图4带电室信号输入墨盒纸2020届高考物理带电粒子在电场中的运动专题练习（含答案）1. 如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q （q ＞0）的粒子，在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为-q 的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动。

已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面。

若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M ：m 为（ A ） A. 3∶2 B. 2∶1 C. 5∶2 D. 3∶12. 如图，两平行的带电金属板水平放置。

若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。

现将两板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（ D ） A ．保持静止状态 B ．向左上方做匀加速运动 C ．向正下方做匀加速运动 D ．.向左下方做匀加速运动3. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A 、B 、C 中央各有一小孔，小孔分别位于O 、M 、P 点。

由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点，现将C 板向右平移到P'点，则由O 点静止释放的电子（ A ） (A)运动到P 点返回(B)运动到P 和P'点之间返回 (C)运动到P'点返回 (D)穿过P'点4. 如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，实线MN 是一条方向未标出的电场线，虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。

设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为E p A 、E p B 。

下列说法正确的是 A ．电子一定从A 向B 运动B ．若a A >a B ，则Q 靠近M 端且为正电荷C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有E p A <E p BD ．B 点电势可能高于A 点电势【答案】BC5. 喷墨打印机的简化模型如图4所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中l 52P'MNABaA.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电量无关答： C6. 图(a )为示波管的原理图。

高中物理带电粒子在电场中的运动解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析

设此时的圆心位置为 O ，有： Oa r sin 30
OO 3d Oa 解得 OO d
即从 O 点进入磁场的电子射出磁场时的位置距 O 点最远
所以 ym 2r 2d 电子束从 y 轴正半轴上射入电场时的纵坐标 y 的范围为 0 y 2d 设电子从 0 y 2d 范围内某一位置射入电场时的纵坐标为 y，从 ON 间射出电场时的位
）；
(3) 0 B 16mv0 或 15qL
B 16mv0 3qL
【解析】【分析】 (1)a、b 碰撞，由动量守恒和能量守恒关系求解碰后 a、b 的速度； (2)碰后 a 在电场中向左做类平抛运动，根据平抛运动的规律求解 P 点的位置坐标； (3)要使 b 球不从 CD 边界射出，求解恰能从 C 点和 D 点射出的临界条件确定磁感应强度的范围。【详解】 (1)a 匀速，则
解得： L 9 d 4
当3 d 2y 2y
【点睛】本题属于带电粒子在组合场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，要求能正确的画出运动轨迹，并根据几何关系确定某些物理量之间的关系；粒子在电场中的偏转经常用化曲为直的方法，求极值的问题一定要先找出临界的轨迹，注重数学方法在物理中的应用．
6．如图所示，荧光屏 MN 与 x 轴垂直放置，与 x 轴相交于 Q 点， Q 点的横坐标 x0 6cm ，在第一象限 y 轴和 MN 之间有沿 y 轴负方向的匀强电场，电场强度 E 1.6105 N / C ，在第二象限有半径 R 5cm 的圆形磁场，磁感应强度 B 0.8T ，方向垂直 xOy 平面向外．磁场的边界和 x 轴相切于 P 点．在 P 点有一个粒子源，可以向 x 轴上方 180°范围内的各个方向发射比荷为 q 1.0108C / kg 的带正电的粒子，已知粒子的

高考物理考点一遍过考点带电粒子在匀强电场中的运动(含解析)

取夺市安慰阳光实验学校带电粒子在匀强电场中的运动一、带电粒子（带电体）在电场中的直线运动 1．带电粒子在匀强电场中做直线运动的条件（1）粒子所受合外力F 合=0，粒子或静止，或做匀速直线运动。

（2）粒子所受合外力F 合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。

2．用动力学方法分析mF a 合=，dU E =；v 2–20v =2ad 。

3．用功能观点分析匀强电场中：W =Eqd =qU =21mv 2–21m 20v非匀强电场中：W =qU =E k2–E k14．带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法 5．处理带电粒子在电场中运动的常用技巧（1）微观粒子（如电子、质子、α粒子等）在电场中的运动，通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化。

（2）普通的带电体（如油滴、尘埃、小球等）在电场中的运动，除题中说明外，必须考虑其重力及运动中重力势能的变化。

二、带电粒子在电场中的偏转 1．粒子的偏转角（1）以初速度v 0进入偏转电场：如图所示设带电粒子质量为m ，带电荷量为q ，以速度v 0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U 1，若粒子飞出电场时偏转角为θ则tan θ=y xv v ，式中v y =at =mdqU1·0vL ，v x =v 0，代入得结论：动能一定时tan θ与q 成正比，电荷量一定时tan θ与动能成反比。

（2）经加速电场加速再进入偏转电场若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有：，得：。

结论：粒子的偏转角与粒子的q 、m 无关，仅取决于加速电场和偏转电场。

2．带电粒子在匀强电场中的偏转问题小结（1）分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题的关键①条件分析：不计重力，且带电粒子的初速度v 0与电场方向垂直，则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动。

②运动分析：一般用分解的思想来处理，即将带电粒子的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动。

专题25 带电体在电场中的运动----2022年高考物理一轮重难点复习(解析版)

专题25 带电体在电场中的运动重点知识讲解带电体在电场中的运动 1、在复合场中的研究方法（1）牛顿运动的定律+运动学公式（2）能量方法：能量守恒定律和功能关系动量方法：动量守恒定律和动量定理 2、电场中的功能关系：（1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。

（2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。

（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。

（4）电场力做功的计算方法 ①由公式cos WFl θ=计算，此公式只在匀强电场中使用，即cos W qEl θ=。

②用公式AB AB W qU =计算，此公式适用于任何形式的静电场。

③静电场中的动能定理：外力做的总功（包括电场力做的功）等于动能的变化。

由动能定理计算电场力做的功。

典型例题精析1．（2021·新疆高三二模）如图所示，匀强电场电场强度为E ，方向斜向右上方，与水平方向夹角60θ=︒。

质量为m 、电荷量(31)2mgq E-=的带正电小球以初速度0v 开始运动，初速度方向与电场方向一致，现欲使小球做匀加速直线运动，需对小球施加一个恒定外力F ，F 的取值范围为（）A ．4mgF >B ．2mgF >C ．22F mg >D ．2F mg >【答案】C【详解】将外力F 分解为垂直电场线方向的F 1和平行于电场线方向的F 2，在垂直电场线方向上合力为零，则11cos 602F mg mg =︒=在平行电场线方向上合外力沿着电场线方向，有2sin 600F F mg F qE +-︒>=电电，解得212F mg >所以，外力为221222F F F mg =+=故选C 。

2．（2021·全国高三专题练习）用绝缘材料制成的半径为R 的管形圆环竖直放置，圆管内壁光滑，空间有平行圆环平面的匀强电场，质量为m 的带电荷量大小为q 的两个小球以速度v 先后进入管中，小球直径略小于管内径，两小球在管中均恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g ，不考虑两小球进入圆管前的相互作用，小球在管中运动过程中电荷量不变，圆环半径远大于圆管内径，则下列说法不正确的是（）A ．两小球一定带同种电荷B ．两球进入管中的最短时间差为vRπ C ．两球进入管中的速度必须大于某个不为零的值 D ．两球均在圆环中运动时整个系统机械能不变【答案】C 【详解】A ．两球均在管中做匀速圆周运动时必须满足两个条件，①匀强电场的电场力做的功与重力做的功的代数和总为0；②两球连线总经过圆环圆心．满足①时两球一定带同种电荷，且qE mg =故A 正确；B ．满足②时路程差等于圆环半个周长或半个周长的奇数倍，因此进入管中的时间差()()210,1,2...Rt n n vπ∆=+=当0n =时两球进入管中的时间差最短，且最短时间差min Rt vπ∆=故B 正确；C ．由于qE mg =，所以在管内做匀速圆周运动的条件是0v >，故C 错误；D ．两小球总在某直径的两端，除重力外的其他外力做功的代数和总为0，因此机械能不变，故D 正确．本题选择错误选项，故选C 。

高中物理带电粒子在电场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高中物理带电粒子在电场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动1．如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道ABCDP ，由半径r ＝0.5m 的圆弧轨道CDP 和与之相切于C 点的水平轨道ABC 组成，圆弧轨道的直径DP 与竖直半径OC 间的夹角θ＝37°，A 、B 两点间的距离d ＝0.2m 。

质量m 1＝0.05kg 的不带电绝缘滑块静止在A 点，质量m 2＝0.1kg 、电荷量q ＝1×10﹣5C 的带正电小球静止在B 点，小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。

现用大小F ＝4.5N 、方向水平向右的恒力推滑块，滑块到达B 点前瞬间撤去该恒力，滑块与小球发生弹性正碰，碰后小球沿轨道运动，到达P 点时恰好和轨道无挤压且所受合力指向圆心。

小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。

取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小v 以及匀强电场的电场强度大小E ； (2)求小球到达P 点时的速度大小v P 和B 、C 两点间的距离x ；(3)若小球从P 点飞出后落到水平轨道上的Q 点（图中未画出）后不再反弹，求Q 、C 两点间的距离L 。

【答案】（1）撤去该恒力瞬间滑块的速度大小是6m/s ，匀强电场的电场强度大小是7.5×104N/C ；（2）小球到达P 点时的速度大小是2.5m/s ，B 、C 两点间的距离是0.85m 。

（3）Q 、C 两点间的距离为0.5625m 。

【解析】【详解】（1）对滑块从A 点运动到B 点的过程，根据动能定理有：Fd ＝12m 1v 2，代入数据解得：v ＝6m/s小球到达P 点时，受力如图所示，由平衡条件得：qE ＝m 2g tanθ，解得：E ＝7.5×104N/C 。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

带电粒子在电场中的运动2 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. mg E q= B. 2mg E q = C. 3mg E q = D. 4mg E q = 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q 1和q 2（q 1＞q 2）。

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 ．121()2T q q E =- B ．12()T q q E =- C ．121()2T q q E =+ D ．12()T q q E =+3、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0v 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0v gD.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（）A．16 J B．10 J C．6 J D．4 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（）①．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②．小球在b点时的机械能最小③．小球在d点时的电势能最大④．小球在c点时的动能最大A. ①②B. ②③C. ②④D. ①③8、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E pG、机械能E、电势能E pE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E pG小于零，从O到A′的过程中E pG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E pE随位移增大非均匀增大，从O到A′的过程中E pE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Q A，小球B的电荷量为Q B，则下列判断正确的是( )A．小球A带正电，小球B带负电，且Q A<Q BB．小球A带正电，小球B带负电，且Q A>Q BC．小球A带负电，小球B带正电，且Q A>Q BD．小球A带负电，小球B带正电，且Q A<Q B二、填空题1、如图所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等。

一正电荷在等势面A处的动能为20 J，运动到等势面C处的动能为零。

现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为2 J时的动能是__________J。

（不计重力和空气阻力）2、在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1.0×10-8C、质量为2.5×10-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴做直线运动，其位移与时间的关系是x=0.16t－0.02t2，式中x以m为单位，t以s为单位．从开始运动到5s末物体所经过的路程为_________m，克服电场力所做的功为_________J．3、一匀强电场，场强方向是水平的，场强大小未知，如图所示。

一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v o，在电场力和重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ的直线运动。

求：（1）小球从O点到最高点的位移大小_____________；（2）小球运动到最高点时的电势能与在O点的电势能之差_____________。

三、计算题1、(2015 湖北省黄冈中学) 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O ，用一根长度为l ＝0.40 m 的绝缘细线把质量为m ＝0.20 kg ，带有q ＝6.0×10－4C 正电荷的金属小球悬挂在O 点，小球静止在B 点时细线与竖直方向的夹角为θ＝37°.求：(1)AB 两点间的电势差U AB ；(2)将小球拉至位置A 使细线水平后由静止释放，小球通过最低点C 时细线对小球的拉力F 的大小；(3)如果要使小球能绕O 点做完整的圆周运动，则小球在A 点时沿垂直于OA 方向运动的初速度v 0的大小．(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80)2、(2015 龙岩综测)如图所示，ABCD 竖直放置的光滑绝缘细管道，其中AB 部分是半径为R 的14圆弧形管道，BCD 部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于B 。

水平面内的M 、N 、B 三点连线构成边长为L 等边三角形，MN 连线过C 点且垂直于BCD 。

两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M 、N 两点，电荷量分别为Q +和Q -。

现把质量为m 、电荷量为q +的小球（小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷），由管道的A 处静止释放，已知静电力常量为k ，重力加速度为g 。

求：（1）小球运动到B 处时受到电场力的大小；（2）小球运动到C 处时的速度大小；（3）小球运动到圆弧最低点B 处时，小球对管道压力的大小。

3、在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m 的带电小球A 和B .A 球的带电量为+2q ，B 球的带电量为-3q ，组成一带电系统，如图所示，虚线MP 为AB 两球连线的垂直平分线，虚线NQ 与MP 平行且相距4L .最初A 和B 分别静止于虚线MP 的两侧，距MP 的距离均为L ，且A 球距虚线NQ 的距离为3L .若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP ，NQ 间加上水平向右的匀强电场E 后，求:（1）B 球刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B 球电势能的变化量。

4、如图（a ）所示，在光滑绝缘水平面的AB 区域内存在水平向左的电场，电场强度E 随时间的变化如图（b ）所示。

不带电的绝缘小球P 2静止在O 点。

t=0时，带正电的小球P 1以速度v 0从A 点进入AB 区域。

随后与P 2发生正碰后反弹，反弹速度是碰前的32倍。

P 1的质量为m 1，带电量为q ，P 2的质量为m 2=5m 1，A 、O 间距为L 0，O 、B 间距为340L L =.已知0201032L v m qE =，00v L T =. （1）求碰撞后小球P 1向左运动的最大距离及所需时间。

（2）讨论两球能否在OB 区间内再次发生碰撞。

【答案与解析】一、选择题1、C解析：由于弧AB 与放在O 点的点电荷等势面管重合，带电小球从A 到B 电场力不做功，机械能守恒，设圆弧半径为R ，在小球由A 到B 的过程中，212mgR mv =所以B 处电场强度3mg E q= 对于点电荷，AB 弧中点处的电场强度大小与B 处电场强度大小相等，故C 正确。

2、A解析：取整体分析，设一起运动的加速度为a ，根据牛顿第二定律 12()2q q E ma += 隔离小球2，2T q E ma +=，联立解得 121()2T q q E =-. 故选A 。

3、C解析：在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中，电场力方向向右，电场力做正功，动能增大，电势能减小，AB 均错；小球竖直方向只受重力，加速度为重力加速度，到最大高度的时间0v t g=，C 对；到达最高点时，具有水平方向的速度，速度不为零，加速度等于重力加速度与电场力引起的加速度的矢量和，大于重力加速度，D 错。

故选C 。

4、AC解析：本题中，我们把Q 点的正电荷类比于地球，把电子类比于地球上空只受万有引力的物体，把电势能类比于重力势能后，“近地点”速度最大，自然可选择出A 、C 。

5、C解析：正电荷从等势面U 3运动到等势面U 1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 ，U 2=0，U 2的电势能为0，总能量为10J ，当电势能为4J 时，其动能大小为6J 。

故选C 。

6、CD解析：带电小球运动过程中，电场力做功，所以机械能不守恒，D 对。

因为当小球到达A 点时，电场力做正功，且为最大值，所以小球机械能增量最大，电势能全部转化为动能和重力势能，电势能最小，C 对。

在最低点B 时的速度小于A 点的速度，B 错。

A 点拉力指向圆心，电场力向上，合力提供向心力，2A v T F m R -=，对B 点2B v T F m R+=，可知A 错。

故选CD 。

7、D解析：小球自a 点由静止释放，沿abc 运动到d 点时速度恰好为零，根据动能定理，动能的增量为零，重力与电场力做的功大小相等，①对。

高考物理巩固练习 带电体在电场中的运动 (提高) 专题复习资料含答案

最新【通用版】高考物理考前专题训练《带电粒子在交变电场中的运动》(含答案)