高考物理专题-带电粒子(带电体)在电场中的运动.docx

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1、专练10　带电粒子(带电体)在电场中的运动题型19　带电粒子在电场中的曲线运动1．如图1所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下做顺时针方向以Q点为焦点的椭圆运动，线段MN为椭圆的长轴，则电子在运动过程中(　　)图1A．在M点的速率最小B．在电子从M点向N点运动过程中电势能减小C．电子从N点向M点运动库仑力做负功D．电子在椭圆上经过N点时所受电场力最小答案　D解析　电子从M运动到N的过程中，库仑力对电子做负功，电子的动能减小，电势能增大，所以电子在M点的动能最大，速率最大，在N点的电势能最大，故A、B均错误；电子从N运动到M的过程中，库

2、仑力对电子做正功，电子的动能增大，电势能减小，故C错误；在整个椭圆轨迹中，N点到Q点的距离最远，根据库仑定律：F＝k，则电子在N点时所受电场力最小，故D正确．2．如图2所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1、R2为可变电阻，开关S闭合．质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点．若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是(　　)图2A．保持开关S闭合，增大R1，微粒打在O点左侧B．保持开关S闭合，增大R2，微粒打在O点左侧C．断开开关S，M极板

3、稍微上移，微粒打在O点右侧D．断开开关S，M极板稍微下移，微粒打在O点右侧答案　A3．(多选)地球表面附近存在微弱电场，该电场在较小区域内可视为匀强电场，电场强度大小为150N/C、方向竖直向下．如图3所示是为研究这种电场而抽成的真空区域，位于A处的电子枪(未画出)打出的电子可以运动到B点，已知电子电荷量为－1.6×10－19C、质量为m＝9.1×10－31kg.则(　　)图3A．A点电势高于B点电势B．电子从A点到B点做匀变速运动C．电子在A点动能小于B点动能D．电子在运动过程中机械能守恒答案　BC解析　沿电场线方向电势降低，故A点电势低于B点

4、电势，故A错误；电子在匀强电场中运动，受到的电场力不变，故做匀变速运动，故B正确；电子在从A运动到B的过程中，电场力做正功，动能增加，故C正确；电场力做正功，故机械能不守恒，故D错误．4．(2014·山东·18)如图4所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电荷量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于(　　)图4A.B.C.D.答案　B解析　根据对称性，两粒子

5、轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心，则在水平方向有s＝v0t，在竖直方向有h＝··t2，解得v0＝.故选项B正确，选项A、C、D错误．5．如图5所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图．已知电子的质量是m，电荷量为e，在xOy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)．图5(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子在ABCD区域内运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置；(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求

6、所有释放点的位置．答案　(1)2　(－2L，)　(2)所有释放点的位置在xy＝曲线上解析　(1)电子在区域Ⅰ中做初速度为零的匀加速直线运动，根据动能定理得：eEL＝mv2得v＝电子在区域Ⅰ运动有L＝vt1得t1＝电子在中间区域匀速运动，有L＝vt3，得t3＝进入区域Ⅱ时电子做类平抛运动，假设电子能穿出CD边，则电子在区域Ⅱ中运动时间t2＝t3＝在沿y轴上根据牛顿第二定律可得：eE＝may轴方向上运动的位移为Δy＝at＝<，显然假设成立所以电子在ABCD区域内运动经历的时间t＝t1＋t2＋t3＝2电子离开时的位置坐标为(－2L，)．(2)设释放点在

7、电场区域Ⅰ中，其坐标为(x，y)，在电场Ⅰ中电子被加速到v1，然后进入电场Ⅱ做类平抛运动，并从D点离开，有eEx＝mv，y＝at2＝×()2解得xy＝，即在电场Ⅰ区域内满足此方程的点即为所求释放点的位置．题型20　功能关系在电场中的应用1.如图1所示，O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的三点，不计空气阻力，一电荷量为－Q的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为－q的小金属块(可视为质点)，从A点由静止沿它们的连线向右运动，到B点时速度最大，其大小为vm.小金属块最后停止在C点．已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ、AB间距离为L，静电力常量

8、为k，则(　　)图1A．在点电荷－Q形成的电场中，A、B两点间的电势差为B．在小金属块由A向C运动的过程中，电势能先增大后减小C．OB间