近十年高考物理电场压轴题
高考物理最难压轴题
高考物理最难压轴题一、一物体在水平面上做匀速圆周运动，当向心力突然减小为原来的一半时，下列说法正确的是：A. 物体将做匀速直线运动B. 物体将做匀变速曲线运动C. 物体的速度将突然减小D. 物体的速率在短时间内不变（答案：D）二、在双缝干涉实验中，若保持双缝间距不变，增大光源到双缝的距离，则干涉条纹的间距将：A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定（答案：B）三、一轻质弹簧一端固定，另一端用一细线系住一小物块，小物块放在光滑的水平面上。
开始时弹簧处于原长状态，现对小物块施加一个拉力，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。
在拉力逐渐增大的过程中，下列说法正确的是：A. 弹簧的弹性势能保持不变B. 小物块的动能保持不变C. 小物块与弹簧组成的系统机械能增大D. 小物块与弹簧组成的系统机械能守恒（答案：C）四、在电场中，一个带负电的粒子（不计重力）在电场力作用下，从A点移动到B点，电场力做了负功。
则下列说法正确的是：A. A点的电势一定低于B点的电势B. 粒子的电势能一定减小C. 粒子的动能一定增大D. 粒子的速度可能增大（答案：D）注：此题考虑的是粒子可能受到其他力（如洛伦兹力）的影响，导致速度方向变化，但电场力做负功仍使电势能增加。
五、一轻质杆两端分别固定有质量相等的小球A和B，杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动。
当杆从水平位置由静止释放后，杆转至竖直位置时，下列说法正确的是：A. A、B两球的速度大小相等B. A、B两球的动能相等C. A、B两球的重力势能相等D. 杆对A球做的功大于杆对B球做的功（答案：D）六、在闭合电路中，当外电阻增大时，下列说法正确的是：A. 电源的电动势将增大B. 电源的内电压将增大C. 通过电源的电流将减小D. 电源内部非静电力做功将增大（答案：C）七、一物体以某一速度冲上一光滑斜面（足够长），加速度恒定。
前4s内位移是1.6m，随后4s内位移是零，则下列说法中正确的是：A. 物体的初速度大小为0.6m/sB. 物体的加速度大小为6m/s²（方向沿斜面向下）C. 物体向上运动的最大距离为1.8mD. 物体回到斜面底端，总共需时12s（答案：C）八、在核反应过程中，质量数和电荷数守恒。
2024年高考物理压轴题
2024年高考物理压轴题一、在双缝干涉实验中，若增大双缝间距，同时保持光源和观察屏的位置不变，则干涉条纹的间距将如何变化？A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定（答案：B）二、一质点以初速度v₀沿直线运动，先后经过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离相等，且质点在AB段的平均速度大小为3v₀/2，在BC段的平均速度大小为v₀/2，则质点在B 点的瞬时速度大小为？A. v₀B. (√3 + 1)v₀/2C. (3 + √3)v₀/4D. (3 - √3)v₀/4（答案：A，利用匀变速直线运动的中间时刻速度等于全程平均速度以及位移速度关系式求解）三、在电场中，一电荷q从A点移动到B点，电场力做功为W。
若将该电荷的电量增大为2q，再从A点移动到B点，则电场力做功为？A. W/2B. WC. 2WD. 4W（答案：C，电场力做功与电荷量的多少成正比）四、一均匀带电球体，其内部电场强度的大小与距离球心的距离r的关系是？A. 与r成正比B. 与r成反比C. 与r的平方成正比D. 在球内部，电场强度处处为零（答案：D，对于均匀带电球体，其内部电场强度处处为零，由高斯定理可证）五、在核反应过程中，质量数和电荷数守恒是基本规律。
下列哪个核反应方程是可能的？A. ²H + ³H →⁴He + n + 能量B. ²H + ²H →³H + p + 能量C. ²H + ²H →⁴He + 2p - 能量D. ³H + ³H →⁴He + ²H + 能量（答案：B，根据质量数和电荷数守恒判断）六、一弹簧振子在振动过程中，当其速度减小时，下列说法正确的是？A. 回复力增大B. 位移增大C. 加速度减小D. 动能增大（答案：A、B，弹簧振子速度减小时，正向平衡位置运动，回复力增大，位移增大，加速度增大，动能减小）七、在光电效应实验中，若入射光的频率增加，而光强保持不变，则单位时间内从金属表面逸出的光电子数将？A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定（答案：B，光强不变意味着总的光子数不变，频率增加则单个光子能量增加，因此光子数减少，导致逸出的光电子数减少）八、在相对论中，关于时间和长度的变化，下列说法正确的是？A. 高速运动的物体，其内部的时间流逝会变慢B. 高速运动的物体，在其运动方向上测量得到的长度会变长C. 无论物体运动速度如何，时间和长度都是不变的D. 以上说法都不正确（答案：A，根据相对论的时间膨胀和长度收缩效应，高速运动的物体内部时间流逝会变慢，沿运动方向上的长度会变短）。
高考物理压轴题选--电学篇精选
选修3-1 电场、恒定电流、磁场1.（09全国1）26．（21分）如图，在x 轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于xy 平面向外，P 是y 轴上距原点为h 的一点，N 0为x 轴上距原点为a 的一点。
A 是一块平行于x 轴的档板，与 x 轴的距离为2h，A 的中点在y 轴上，长度略小于2a。
带电粒子与挡板碰撞前后x 方向上的分速度不变，y 方向上的分速度反向，大小不变。
质量为m ，电荷量为q （q >0）的粒子从P 点瞄准N 0点入射，最后又通过P 点。
不计重力。
求粒子入射速度的所有可能值。
【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为O N ',与板碰撞后再次进入磁场的位置为1N .粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有mvR qB=…⑴,粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离1x 保持不变有1x =2sin O O N N R θ'=…⑵,粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离2x 始终不变,与1O N N '相等.由图可以看出2x a =……⑶设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n 次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P 点,由对称性,出射点的x 坐标应为-a,即()1212n x nx a +-=……⑷,由⑶⑷两式得121n x a n +=+……⑸ 若粒子与挡板发生碰撞,有124ax x ->……⑹联立⑶⑷⑹得n<3………⑺联立⑴⑵⑸得 22sin 1qB n v a m n θ+=⋅+………⑻把22sin h a hθ=+代入⑻中得22,0o qBa a h v n mh+==…………⑼xy A PO N 0h/222131qBa a h v n +==…………⑾22222qBa a h v n +==…………⑿2.(09浙江)25.（22分）如图所示，x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向上。
在xOy 平面内与y 轴平行的匀强电场，在半径为R 的圆内还有与xOy 平面垂直的匀强磁场。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—带电粒子在电场中的运(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—带电粒子在电场中的运（含解析）一、单选题1．用长为1.4m 的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg 、电荷量为2.0×10-8C 的小球，细线的上端固定于O 点．现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成370，如图所示．现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（sin370=0.6）（）A ．该匀强电场的场强为3.75×107N/CB ．平衡时细线的拉力为0.17NC ．经过0.5s ，小球的速度大小为6.25m/sD ．小球第一次通过O 点正下方时，速度大小为7m/s【答案】C【解析】AB ．小球在平衡位置时，由受力分析可知：qE=mgtan370，解得2681.010100.75/ 3.7510/2.010E N C N C --⨯⨯⨯==⨯⨯，细线的拉力：T=20 1.010100.125cos370.8mg T N N ⨯⨯===－，选项AB 错误；C ．小球向左被拉到细线水平且拉直的位置，释放后将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动，其方向与竖直方向成370角，加速度大小为2220.125/12.5/1.010T a m s m s m ===⨯－，则经过0.5s ，小球的速度大小为v=at=6.25m/s ，选项C 正确；D ．小球从水平位置到最低点的过程中，若无能量损失，则由动能定理：212mgL qEL mv +=，带入数据解得v=7m/s ；因小球从水平位置先沿直线运动，然后当细绳被拉直后做圆周运动到达最低点，在绳子被拉直的瞬间有能量的损失，可知到达最低点时的速度小于7m/s ，选项D 错误．2．如图所示，一电荷量q =+3×10-5C 的小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点，开关S 合上后，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°．已知两板间距d =0.1m ，电源电动势E =15V ，内阻r =0.5Ω，电阻R 1=3Ω，R 2=R 3=R 4=8Ω，．取g=10m/s 2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．则以下说法正确的是()A ．电源的输出功率为14WB ．两板间的电场强度的大小为140V/mC ．带电小球的质量5.6毫克D ．若增加R 1的大小，会有瞬时电流从右向左流过R 4【答案】B【解析】R 2=R 3=8Ω，并联后的电阻值为：R′＝12R 2=4Ω；由闭合电路的欧姆定律得：1152340.5E I A A R R r ==='++++；电源的输出功率P=EI-I 2r=15×2-22×0.5=28W ，故A 错误；两板间的电压为：U C =I （R 1+R 23）=2×（3+4）=14V ；两板间的电场强度为：14140/0.1C U E V m d ===，故B 正确；小球处于静止状态，所受电场力为F ，又F=qE ，由平衡条件得：水平方向Tcosα-mg=0；竖直方向：Tsinα-qE=0；得：m=37Eq gtan ︒=5.6×10-4kg ，故C 错误；若增加R 1的大小，电容两端电压增大，电容器充电，会有瞬时电流从左向右流过R 4，故D 错误．故选B ．3．如图所示，倾角为α的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧，M 点固定有一个带电量为-q 的小球甲．整个装置处在场强大小为E 、方向沿斜面向下的匀强电场中．另一个带电量为+q 、质量为m 的小球乙，从N 点由静止释放后，沿着斜面向下运动．重力加速度为g ．则（）A ．小球乙返回时，有可能撞到小球甲B ．小球乙在N 点的加速度大小为sin qE mg mα+C ．小球乙刚接触弹簧时，速度最大D ．小球乙沿着斜面向下运动过程中，其电势能可能增加【答案】D【解析】A ．根据动能定理知，当小球乙返回到N 点，由于重力做功为零，匀强电场的电场力做功为零，电荷甲的电场对乙做功为零，则合力做功为零，则到达N 点的速度为零，所以小球乙不可能撞到小球甲，故A 错误；B ．设MN 两点之间的距离为0s ，根据牛顿第二定律得，小球在N 点的加速度220sin q qE mg k F s a m mα+-==合，故B 错误；C ．当小球所受的合力为零时，速度最大，即22sin q qE mg k kx sα+=+，此时弹簧仍处于压缩状态，故C 错误；D ．小球乙沿着斜面向下运动过程中，匀强电场的电场力做正功，电荷甲产生的电场对乙做负功，两个电场力的合力不一定沿斜面向下，最终电场力可能做正功，也可能做负功，故电势能可能减少，也电势能可能增加，故D 正确．4．在光滑水平面上充满水平向右的匀强电场，被拉直的绝缘轻绳一端固定在O 点，另一端系着带正电的小球，轻绳与水平面平行，OB 与电场线平行．若小球从A 点由静止释放后，沿水平面摆动到B 点，不计空气阻力，则关于此过程，下列判断正确的是（）A ．小球的动能先变小后变大B ．小球的切向加速度一直变大C ．小球受到的拉力先变大后变小D ．小球受到的电场力做功的功率先增大后减小【答案】D【解析】小球从A 点摆动到B 点的过程中，只有电场力做功且一直做正功，根据动能定理知小球的动能E k 一直增大，故A 错误；小球从A 点摆动到B 点的过程中轻绳与OB 的夹角设为θ，根据牛顿第二定律：sin qE ma θ=则小球的切向加速度为：1sin qE a mθ=，可知加速度随着θ的减小而减小，故B 错误；根据牛顿第二定律和向心力公式有：2v F qEcos m Lθ=－，可得小球受到的拉力大小为：2k F qEcos E Lθ=+，cos θ、E k 均随着θ的减小而增大，可见F 一直增大，故C 错误；在A 点时小球的速率为零，电场力做功的瞬时功率为零，过B 点时小球的速度方向与电场力垂直，电场力做功的瞬时功率也为零，可见小球受到的电场力做功的功率先增大后减小，故D 正确．所以D 正确，ABC 错误．5．如图所示，绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的O 点，下端系一质量为m 、电荷量为q 的带正电小球,小球套在O 点正下方的水平光滑绝缘杆上,整个装置处于电场强度大小为E,方向沿杆向右的匀强电场中，现将小球以某个初速度从A 点运动到B 点，到B 点时与其在A 点时的弹簧弹カ大小相等，在小球从A 点运动到B 点的过程中，下列判断正确的是（）A ．小球在A 点时的速度大于在B 点时的速度B ．小球的电势能一直减小,弹性势能先增大后减小C ．小球的加速度大小仅由电场力决定的位置有2个D ．弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有4个【答案】C【解析】A.小球从A 到B 的过程中，弹簧弹力做功为零，光滑杆无摩擦，杆处于水平位置中立不做功，故只有电场力做功；根据动能定理可得221122AB B A EqS mv mv =-，由于0AB EqS >，所以小球到达B 点时的速度大于A 点是的速度，故A 错误；B.小球从A 到B 的过程中电场力一直做正功，所以小球的电势能一直减小，弹性势能先增大后减小再增大，故B 错误；C.小球处于O 点正下方和小球受到的弹力为零的位置时，小球合力都是qE ，加速度都是qE/m ，所以小球的加速度大小为qE/m 的位置有2个，故C 正确；D.在O 点正下方弹力方向与速度方向垂直，弹力不做功，功率为零；在弹簧处于原长的位置弹力为零，则弹力的功率为零，所以弹簧测力计对小球做功的瞬间功率为零的位置有2个，故D 错误．故选C.6．一个带正电荷量为q ，质量为m 的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A 点由静止下滑，小球恰能通过半径为R 的竖直圆形轨道的最高点B 而做圆周运动．现在竖直方向上的加如图所示的匀强电场，若仍从A 点由静止释放该小球，则（）A ．小球仍恰好能过B 点B ．小球不能过B 点C ．小球通过B 点，且在B 点与轨道之间的压力不为0D ．以上说法都不对【答案】A【解析】没有电场时，最高点速度设为v ，则2v mg m R=又根据机械能守恒定律2()122mg h R mv -=解得52h R =加上电场时，恰好过最高点需要的速度设为v′，则'2v mg qE m R+=解得'v =而由动能定理得22212mg h R qE h R mv ---='（）（）解得'v =说明小球仍恰好能过B 点，球与轨道间无作用力。
十年高考物理真题汇编(12—21年) 专题31 电学综合3 压轴大题1(原卷版+解析版)
专题31电学综合3压轴大题1
（2012-2021）
电磁综合压轴大题1—电磁感应中的动力学与能量综合问题
1.（2021全国乙）12.如图，一倾角为 的光滑固定斜面的顶端放有质量 的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻 的金属棒 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 ； 与斜面底边平行，长度 。初始时 与 相距 ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离 后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的 边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小 ，重力加速度大小取 。求：
由闭合回路的欧姆定律可得
则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为
（2）金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有
(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x＝0.8 m处电势差UCD；
电场力的性质和电场能的性质(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(全国通用)
压轴题06电场力的性质和电场能的性质考向一/选择题：电场中的一线一面一轨迹问题考向二/选择题：电场中的三类图像考向三/选择题：电场中带电体的各类运动考向一：电场中的一线一面一轨迹问题1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O 点最小,但不为零O 点为零中垂线上的电场强度O 点最大,向外逐渐减小O 点最小,向外先变大后变小关于O 点对称位置的电场强度A 与A'、B 与B'、C 与C'等大同向等大反向2.“电场线+运动轨迹”组合模型模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。
运用牛顿运动定律的知识分析:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。
(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、电场的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。
若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。
3．几种典型电场的等势面电场等势面重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上电势处处为零等量同种(正)点电荷的电场两点电荷连线上，中点的电势最低；中垂线上，中点的电势最高4．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负。
(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等。
(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
考向二：电场中的三类图像（一）φ-x 图像1.电场强度的大小等于φ-x 图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x 图线存在极值,其切线的斜率为零。
高中物理压轴题05 带电粒子在电场中运动(解析版)
压轴题05带电粒子在电场中的运动1.本专题是电场的典型题型，包括应用静电力的知识解决实际问题。
高考中既可以在选择题中命题，更会在计算题中命题。
2024年高考对于电场的考查仍然是热点。
2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。
3.用到的相关知识有:电场力的性质、电场力能性质、带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转等。
近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考查类型静电场的性质，电容器的动态分析，电场中的图像问题，带电粒子在电场中的运动问题，力电综合问题等。
考向一：静电场力的性质1．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)表达式：F＝k q1q2r2，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫做静电力常量．(3)适用条件：真空中的点电荷．①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式；②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．(4)库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(5)应用库仑定律的四条提醒a.在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小．b.两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反．c.库仑力存在极大值，由公式F＝k q1q2r2可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定的条件下，当q1＝q2时，F最大．d.对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．2．电场强度的三个公式的比较电场强度――――→点电荷电场E ＝k Q r 2―――→任何电场E ＝F q ―――→匀强电场E ＝U d ――→叠加平行四边形定则3．电场强度的计算与叠加在一般情况下可由上述三个公式计算电场强度，但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时，上述公式无法直接应用。
压轴题
高考物理压轴题分类汇编一、力学 二、电场 三、磁场 四、复合场 五、电磁感应一、力学全国理综（江苏、安徽、福建卷）1．（28分）太阳现正处于主序星演化阶段。
它主要是由电子和H 11、He 42等原子核组成。
维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4H 11→He 42+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。
根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H 11核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序垦阶段而转入红巨星的演化阶段。
为了简化，假定目前太阳全部由电子和H 11核组成。
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M 。
已知地球半径R =6.4×106 m ，地球质量m =6.0×1024 kg ，日地中心的距离r =1.5×1011 m ，地球表面处的重力加速度g =10 m/s 2，1年约为3.2×107秒。
试估算目前太阳的质量M 。
（2）已知质子质量m p =1.6726×10－27kg ，He 42质量m α=6.6458×10－27kg ，电子质量m e =0.9×10－30 kg ，光速c =3×108 m/s 。
求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w =1.35×103 W/m 2。
试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。
（估算结果只要求一位有效数字。
）理综（全国卷）2．（22分）一传送带装置示意如图，其中传送带经过AB 区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD 区域时是倾斜的，AB 和CD 都与BC 相切。
现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D 处，D 和A 的高度差为h 。
稳定工作时传送带速度不变，CD 段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L 。
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二、电场
2002年理综（全国卷）
30．（27分）有三根长度皆为l＝1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×10－2 kg的带电小球A和B，它们的电量分别为一q 和＋q，q＝1.00×10－7C。
A、B之间用第三根线连接起来。
空间中存在大小为E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B球的位置如图所示。
现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。
求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。
（不计两带电小球间相互作用的静电力）
右图中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧
断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示细线OA、AB与
竖直方向的夹角。
A球受力如右图所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力T1，方向如图；细线AB对A的拉力T2，方向如图。
由平衡条件
T1sinα＋T2sinβ＝qE ①
T2cosα＝mg＋T2 cosβ②
B球受力如右图所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，
水平向右；细线AB对B的拉力T2，方向如图。
由平衡条件
T2sinβ＝qE ③
T2cosβ＝mg ④
联立以上各式并代入数据，得
α＝0 ⑤
β＝45°⑥
由此可知，A、B球重新达到平衡的位置如右图所示。
与原来位置相比，A球的重力势能减少了
E A＝mgl（1－sin60°）⑦
B球的重力势能减少了
E B＝mgl（1－sin60°＋cos45°）
⑧
A球的电势能增加了
W A＝qElcos60°⑨
B球的电势能减少了
W B＝qEl（sin45°－sin30°）⑩
两种势能总和减少了
W＝W B－W A＋E A＋E B○11
代入数据解得
W＝6.8×10－2J ○12
2006年理综（全国卷Ⅰ）（河南、河北、广西、新疆、湖北、江西、等省用）25.(20分)有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，
当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。
现取以下简化模型进行定量研究。
如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。
设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。
已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即
改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。
不计带电小球对极板间匀强电场的影响。
重力加速度为g 。
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大
于多少？
（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T 内小球做了很多次往返
运动。
求在T 时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。
解析25.解：（1）用Q 表示极板电荷量的大小，q 表示碰后小球电荷量的大小。
要使小球
能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则
q εd
>mg ① 其中 q=αQ ②
又有 Q=C ε ③
由以上三式有 ε>mgd αC
④ （2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。
以a 1表示其加速度，t 1表示从A 板到B 板所用的时间，则有
q εd
+mg=ma 1郝双制作 ⑤ d=12
a 1t 12 ⑥ 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t 2表示从B 板到A 板所用的时间，则有
q εd
－mg=ma 2 ⑦ d=12
a 2t 22 ⑧ 小球往返一次共用时间为（t 1+t 2），故小球在T 时间内往返的次数
n=T t 1+t 2
⑨ 由以上关系式得: n=T
2md 2
αC ε2+mgd + 2md 2αC ε2－mgd
⑩
小球往返一次通过的电量为2q ，在T 时间内通过电源的总电量
Q'=2qn ○11
由以上两式可得:郝双制作 Q'=2αC εT
2md 2
αC ε2+mgd + 2md 2αC ε2－mgd
2007高考北京理综
25．（22分）离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿
态控制和轨道修正。
推进剂从图中P 处注入，在A 处电离出正离子，BC 之间加有恒定电压，正离子进入B 时的速度忽略不计，经加速后形成电流为I 的离子束后喷出。
已知推进器
获得的推力为F ，单位时间内喷出的离子质量为J 。
为研究方
便，假定离子推进器在太空飞行时不受其他阻力，忽略推进
器运动的速度。
⑴求加在B C 间的电压U ；⑵为使离子推进器正常运行，必须在出口D 处向正离子束注入电子，试解释其原因。
⑴JI F U 22=（动量定理：单位时间内F=Jv ；单位时间内22
1Jv UI =，消去v 得U 。
）⑵推进器持续喷出正离子束，会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力作用，将严重阻碍正离子的继续喷出。
电子积累足够多时，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作。
因此，必须在出口D 处发射电子注入到正离子束中，以中和正离子，使推进器持续推力。
P。