2021年北京市高考物理专题复习：电场
2021年北京市高考物理电场复习题 (32)
2021年北京市高考物理电场复习题32．如图所示，水平轨道AB 与半径为R 的竖直半圆轨道BC 相切于B 点，AB 长为2R ，水平轨道和半圆轨道均光滑且绝缘。
在轨道所在空间内存在着水平向右的匀强电场。
带电量为+q 、质量为m 的小球自A 点由静止释放，经B 点沿半圆轨道运动到C 点后落回到水平轨道上。
已知电场强度大小E =2mg q ，求：（1）小球从A 点运动到B 点所用的时间；（2）小球经过C 点时对轨道的作用力；（3）小球离开C 点至落回到水平轨道的过程中，经过多长时间动能最小及此动能的最小值。
【解答】解：（1）小球的加速度为a =qE m =2g 由位移公式得：2R =12at 2解得：t =√2R g（2）从释放到C 点的过程，由动能定理得：qE •2R ﹣mg •2R =12mv C 2−0 在C 点，由牛顿第二定律得：mg+N ＝mv C 2R联立解得：N ＝3mg 由牛顿第三定律可知小球经过C 点时对轨道的作用力N ′＝N ＝3mg ，方向：竖直向上。
（3）小球离开C 点后，水平方向做加速度为2g 的匀减速运动，竖直方向做自由落体运动。
小球离开C 点后经t 时间，小球水平方向的速度为v x ＝2√gR −2gt ，小球竖直方向的速度为v y ＝gt ，小球的速度为v =√v x 2+v y 2=√(2√gR −2gt)2+(gt)2，整理得：v =√(√5gt −4√5√gR)2+45gR ， 当t =45√R g 时，v 最小，动能最小。
动能最小值为E km =25mgR答：（1）小球从A 点运动到B 点所用的时间是√2R g ； （2）小球经过C 点时对轨道的作用力是3mg ，方向：竖直向上；（3）小球离开C 点至落回到水平轨道的过程中，经过45√R g 动能最小，动能的最小值是25mgR 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (17)
第 1 页 共 1 页 2021年北京市高考物理电场复习题
17．如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间的加速电场加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点。
已知加速电压为U 1，M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子重力。
（1）求电子穿过A 板时的速度大小v 0；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y （竖直方向的位移大小）；
【解答】解：（1）电子穿过加速电场的过程，由动能定理得：
eU 1=12mv 02﹣0，
解得：v 0=√2eU 1m
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，垂直于电场方向做匀速直线运动，则有： L ＝v 0t
沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，有：
y =12at 2
根据牛顿第二定律得：
e U 2d =ma
联立解得电子在偏转电场中侧移量为：
y =U 2L 2
4dU 1
答：（1）电子穿过A 板时的速度大小v 0是√2eU 1m 。
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y 为
U 2L 24dU 1。
2021年北京市高考物理电场复习题 (56)
2021年北京市高考物理电场复习题
56．如图所示，电子从A孔飘入电压U1＝5000V电场中，（此时电子的速率可认为等于零），经电场加速后，从B孔沿平行板间的中线垂直射入匀强电场，若两板间距d＝1.0cm，板长L＝5.0cm，要使电子能从两板间飞出，求两个极板上所加电压U2的最大值。
（电子的质量m e＝9.1×10﹣31kg，电量e＝1.6×10﹣19C）
【解答】解：在加速电压一定时，偏转电压U'越大，电子在极板间的偏转距离就越大，当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压。
加速过程，由动能定理：e U1=1
2
mv02。
进入偏转电场，有：L＝v0t。
根据牛顿第二定律可知，a=F
m
=eU2
dm。
偏转距离：y=1
2
at2。
能飞出的条件为：y=d 2。
联立解得：U2＝400V。
答：两个极板上所加电压最大值为400V。
第1页共1页。
2021年北京市高考物理电场复习题 (25)
2021年北京市高考物理电场复习题25．如图是某种静电分选器的原理示意图，两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。
分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。
混合在一起的a 、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。
经分选电场后，a 、b 两种颗粒分别落到水平传送带A 、B 上。
已知两板间距d ＝0.1m ，板的长度l ＝0.5m ，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10﹣5C/kg 。
设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。
要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。
重力加速度g ＝10m/s 2（计算结果均保留一位有效数字）。
（1）左、右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？（2）若两带电平行板的下端距传送带A 、B 的高度H ＝0.3m ，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半，求颗粒第2次与传送带碰撞反弹的高度？【解答】解：（1）由a 颗粒带正电且向左偏转，故电场方向向左，所以左板带负电荷，右板带正电荷依题意，颗粒在平行板的竖直方向上做自由落体运动，故满足：l =12gt 2⋯① 在水平方向上做匀加速直线运动，故满足：d 2=12at 2⋯②qE ＝m …a ③E =U d ⋯④①②③④联立解得两极板间的电压为：U ＝1×104V …⑤（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足：12qU+mg （l+H ）=12mv 2…⑥ ⑤⑥联立解得颗粒落到水平传送带上时的速度大小为：v ＝4m/s（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，可得颗粒第一次落到水平传送带上沿竖直方向上有：v y 2＝2g （l+H ）故颗粒第一次反弹的速度大小为v y 2 第二次反弹的速度大小为v y 4颗粒第2次反弹后上升的高度h 为：（v y 4）2＝2gh可得颗粒第二次反弹高度为：h ＝0.05m答：（1）左、右两板各带负电荷、正电荷，两极板间的电压为1×104V ；（2）若两带电平行板的下端距传送带A 、B 的高度H ＝0.3m ，颗粒落至传送带时的速度大小是4m/s ；（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半，颗粒第2次与传送带碰撞反弹的高度为0.05m 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (26)
2021年北京市高考物理电场复习题
26．如图所示，空间内有一匀强电场，竖直平行直线为匀强电场的电场线（方向未知）。
现有一电荷量为q、质量为m的带负电粒子，从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场，
A、B为运动轨迹上的两点，当粒子运动到B点时速度方向与水平方向夹角为60°．已
知OA连线与电场线夹角为60°，OA＝L，带电粒子在电场中受到电场力大小为F．不计粒子的重力及空气阻力。
求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）带电粒子从O到A的运动时间；
（3）匀强电场中OB两点间电势差大小。
【解答】解：（1）根据E=F
q可知，电场强度的大小为E=
F
q
粒子向上偏转，故电场力向上，因粒子带负电，故说明电场强度向下；
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，设水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y，由题意知：
x＝Lsin60°
y＝Lcos60°
根据分运动的规律有：
x＝v0t
y=1 2at
2
粒子的加速度为：a=F m
联立解得：t=√mL
F，v0=
√3FL
m；
设粒子到达B点的速度为v，粒子从O点到B点过程中电场力做功为W，则由合运动与分运动的关系有：
v =v
0cos60°=2v 0 由动能定理有：
W =12mv 2−12mv 02
联立解得：W =32mv 02=9FL 2 由W ＝Uq 可得：
U =W q =9FL 2q
答：（1）电场强度的大小为F q
；方向竖直向下； （2）带电粒子从O 到A 的运动时间为√mL F ； （3）匀强电场中OB 两点间电势差大小为9FL 2q ．f。
2021年北京新高考物理复习练习讲义：专题九 电场
专题九电场探考情悟真题【考情探究】考点考向10年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素电场力的性质关于电场描述及性质的论证问题2018北京理综,24,20分 5 等势面模型建构★★☆带电物体在电场中的运动和平衡问题2017北京理综,22,16分 3 动能定理科学推理★★★2013北京理综, 18,6分 4 圆周运动模型建构、科学论证电场和动量和能量的综合问题2012北京理综,24,20分 4 牛顿运动定律模型建构、科学推理、科学论证★★☆电场能的性质通过电场线和等势面判断电场强度和电势的高低2019北京理综,17,6分 3 科学推理★★★2014北京理综,15,6分 3 科学推理电场力做功及能量变化分析2011北京理综,24,20分 4 牛顿运动定律模型建构、科学推理、科学论证★★☆电容器、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的加速和偏转运动2016北京理综,23,18分 4牛顿运动定律、类平抛运动、动能定理科学推理、科学论证★★★2015北京理综,24,20分 4电流、电动势、电功率、闭合电路欧姆定律科学推理、科学论证、★★☆模型建构2011北京理综,23,18分 4 洛伦兹力、圆周运动科学推理、科学论证平行板电容器的动态分析2018北京理综,19,6分 3电容器电容的影响因素科学推理★★☆2010北京理综,18,6分 3 科学推理分析解读本专题内容是高考考查的重点,高考中涉及本专题内容的题目较多,既有选择题又有计算题。
选择题主要考查对基本概念和物理模型的理解,如对电场的分布特点、电势及电势能的理解;在计算题中,带电粒子在电场中的运动是高考的热点内容。
带电粒子在电场中的加速和偏转问题常与牛顿运动定律、功能关系等内容综合考查。
有时也与实际生活、科技联系,如喷墨打印机、速度加速器和电容式传感器等,有可能成为高考新情景的命题素材。
本专题的知识、方法也会出现在高考压轴题,通过本专题建立概念的方法、表述规律的方法等考查模型建构、推理论证、类比分析等学科素养。
2021年北京市高考物理电场复习题 (27)
2021年北京市高考物理电场复习题27．如图所示，绝缘水平面上有宽为L＝1.6m的匀强电场区AB，电场强度方向水平向右，半径R＝0.8m的竖直光滑半圆轨道与水平面相切于C，D为与圆心O等高的点，GC是竖直直径，一质量为m＝0.1kg，电荷量q＝0.01C的带负电滑块（可视为质点）以v0＝4m/s的初速度沿水平面向右进入电场，滑块恰好不能从B点滑出电场，已知滑块与AB 段的动摩擦因数μ1＝0.4，BC段的动摩擦因数μ2＝0.8，g＝10m/s2（1）求匀强电场的电场强度E的大小；（2）将滑块初速度变为v′0=√3v0．则滑块刚好能滑到D点，求BC的长度x；（3）若滑块恰好能通过最高点G，则滑块的初速度应调为原初速度的多少倍？【解答】解：（1）A到B的过程中电场力和摩擦力做功做功，由动能定理：﹣EqL﹣μ1mgL＝0−12mv02代入数据解得：E＝10N/C（2）A到D的过程中重力、电场力和摩擦力做功做功，由动能定理得：﹣EqL﹣μ1mgL﹣μ2mgx﹣mgR＝0−12 mv′02代入数据得：x＝1m（3）小球恰好通过G点时，小球的重力提供向心力，得：mg=mv G2 R得：v G=√gR=√10×0.8=2√2m/sA到G的过程中重力、电场力和摩擦力做功做功，根据动能定理得：﹣EqL﹣μ1mgL﹣μ2mgx﹣2mgR=12mv G2−12mv2代入数据得：v=6√2m/s=1.5√2v0答：（1）求匀强电场的电场强度E的大小是10N/C；（2）将滑块初速度变为v′0=√3v0．则滑块刚好能滑到D点，BC的长度是1m；（3）若滑块恰好能通过最高点G，则滑块的初速度应调为原初速度的1.5√2倍．第1页共1页。
2021年北京市高考物理专题复习：电场(含答案解析)
2021年北京市高考物理专题复习：电场
1．如图所示，一半径为R的竖直光滑圆轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上有一轻质弹簧，其左端固定在墙壁上，右端与质量为m、电荷量为+q的小物块（视为质点）接触但不相连，水平轨道AB段光滑，BC段粗糙且其长度L＝3R，倾斜轨道CD段粗糙且与BC段平滑连接，倾斜轨道所在区域有水平向右的匀强电场，场强大小E＝等手今向左推小物块压缩弹簧至某一位置后静止释放小物块，小物块由AB段进入圆轨道，通过圆轨道后在BC段和CD段上滑动，若小物块与BC段和CD段的动摩擦因数相同，倾斜轨道与水平面间的夹角θ＝37°．重力加速度为g，取SIN37°＝0.6，COS37°＝0.8
（1）若小物块恰能通过圆轨道的最高点，求弹簧的弹性势能Ep；
（2）若小物块将弹簧压缩到弹性势能E p2=14
3mgR，释放后小物块在倾斜轨道能到达
的最高点为P，在此过程中，小物块的电势能减少了△E p=4
3mgR，求小物块在BC段克
服摩擦力所做的功W．
第1 页共87 页。
2021年北京市高考物理电场复习题 (21)
第 1 页 共 1 页 2021年北京市高考物理电场复习题
21．某空间区域内存在水平方向的匀强电场，在其中一点O 处有一质量为m 、带电量为+q 的小球。
现将小球由静止释放，小球会垂直击中斜面上的A 点。
已知斜面与水平方向夹角为60°，OA 之间的距离为d ，重力加速度为g 。
求：
（1）场强的大小和方向；
（2）带电小球从O 点运动到A 点机械能增量；
（3）在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度v 0，小球落到斜面上时与A 点之间的距离。
【解答】解：（1）小球运动过程受到重力和电场力作用做直线运动，则有：tan30°=mg qE 代入数据解得：E =√3mg q ，方向水平向右。
（2）带电小球从O 点运动到A 点过程中电场力做功为：W ＝qEdcos30°=32mgd
所以机械能的增量为：△E ＝W =32mgd 。
（3）在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度，小球做类平抛运动，垂直于斜面方向做匀加速直线运动。
当运动到斜面上时，其垂直于斜面方向的位移为：d =12at 2=122mg m t 2
而沿着初速度方向的位移大小为：x ＝v 0t =v 0√d g
答：（1）场强的大小为√3mg q
，方向水平向右。
（2）带电小球从O 点运动到A 点机械能增量为32mgd 。
（3）在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度v 0，小球落到斜面上时与A 点之间的距离为v 0√d g 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (47)
第 1 页 共 1 页 2021年北京市高考物理电场复习题
47．如图，AB 段为半径R ＝2m 的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，BC 段为粗糙绝缘水平面。
在四分之一圆弧区域内存在着E ＝2×106V/m 方向竖直向上的匀强电场，有一质量m ＝1kg 、电荷量q ＝+1×10﹣
5C 的小滑块，从A 点的正上方距离A 点H 处由静止释放。
已知小滑块与水平面间动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，g 取10m/s 2
（1）若H ＝5m ，求小滑块运动至B 点时对轨道的压力
（2）通过计算判断：是否存在某一H 值，使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处
【解答】解：（1）滑块由初始位置运动到B 点的过程，根据动能定理有
mg （R+H ）﹣qER =12mv 2
滑块到达B 点时由支持力F N 、重力、电场力的合力提供向心力，即
F N ﹣mg+qE ＝m v 2R
联立解得 F N ＝20 N
根据牛顿第三定律，可知滑块对轨道的压力大小F N ′＝F N ＝20N ，方向竖直向下。
（2）要使物体沿轨道AB 到达最低点B ，当支持力为0时，最低点有个最小速度v 1，则 qE ﹣mg ＝m v 1
2R
在粗糙水平面上，由动能定理得：﹣μmgx =−12mv 12
解得 x ＝2m ＞1.5 m
故不存在某一H 值，使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处。
答：
（1）小滑块运动至B 点时对轨道的压力为20N ，方向竖直向下；
（2）不存在某一H 值，使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处。
- 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)。
第 1 页 共 61 页
2021年北京市高考物理专题复习：电场解析版
1．如图所示，一半径为R 的竖直光滑圆轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上有一轻质弹
簧，其左端固定在墙壁上，右端与质量为m 、电荷量为+q 的小物块（视为质点）接触但不相连，水平轨道AB 段光滑，BC 段粗糙且其长度L ＝3R ，倾斜轨道CD 段粗糙且与BC 段平滑连接，倾斜轨道所在区域有水平向右的匀强电场，场强大小E ＝等手今向左推小物块压缩弹簧至某一位置后静止释放小物块，小物块由AB 段进入圆轨道，通过圆轨道后在BC 段和CD 段上滑动，若小物块与BC 段和CD 段的动摩擦因数相同，倾斜轨道与水平面间的夹角θ＝37°．重力加速度为g ，取SIN37°＝0.6，COS37°＝0.8
（1）若小物块恰能通过圆轨道的最高点，求弹簧的弹性势能Ep ；
（2）若小物块将弹簧压缩到弹性势能E p 2=143mgR ，释放后小物块在倾斜轨道能到达
的最高点为P ，在此过程中，小物块的电势能减少了△E p =43mgR ，求小物块在BC 段克
服摩擦力所做的功W ．
【解答】解：（1）小物块恰能通过圆轨道的最高点，则小物块重力完全充当向心力，根据牛顿第二定律：
mg ＝m v 2R
代入数据得：v =√gR
根据能量的转化与守恒：E p ＝mg2R +12mv 2=
5mgR 2
（2）若弹簧的弹性势能为：E P2=143mgR ， 在电场中，设小物块在BC 段的位移为x ，则
△E 电＝qExcos θ
解得x =5R 2
小物块由A 到P 的全过程，由能量守恒定律，得
E P2+△E 电＝μmgl+μ（mgcos θ+qEsin θ）x+mgxsin θ
解得μ=34。