高三物理二輪復習 第二篇 題型專項突破 熱考小題專攻練 8 電場及帶電粒子在電場中的運動

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熱考小題專攻練 8.電場及帶電粒子在電場中的運動 (建議用時20分鐘)　小題強化練,練就速度和技能,掌握高考得分點! 1.(2016嘉峪關一模)將一帶電量為+Q的點電荷固定在空間中的某一位置處,有兩個質(zhì)量相等的帶電小球A、B分別在Q下方不同高度的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,且運動軌跡處在以Q為球心的同一球面上,如圖所示,若A、B所帶電量很少,兩者間的作用力忽略不計,取無窮遠處電勢為零,則下列說法中正確的是　 (　　) A.小球A、B所帶電荷量相等 B.小球A、B運動軌跡上的各點場強相同 C.小球A、B運動軌跡上的各點電勢相等 D.庫侖力剛好提供小球做勻速圓周運動所需的向心力 【解析】選C。A、B兩個小球都做勻速圓周運動,合外力提供向心力,小球受到重力和庫侖力的合力提供向心力,設小球與Q的連線與豎直方向的夾角為θ,則有F庫=,由于θ不等,則庫侖力不等,而A、B小球到Q的距離相等,所以小球A、B所帶電荷量不相等,故A錯誤;小球A、B運動軌跡上的各點到Q點的距離相等,場強大小相等,但是方向不同,所以電場強度不相同,故B錯誤;以Q為球心的同一球面是等勢面,則小球A、B運動軌跡上的各點電勢相等,故C正確;小球受到重力和庫侖力,合力提供向心力,故D錯誤。 2.如圖所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電池相連,在距離兩板等距的M點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)。若將a板向下平移一小段距離,但仍在M點上方,穩(wěn)定后,下列說法中正確的是　(　　) A.液滴將向下加速運動 B.M點電勢升高,液滴在M點的電勢能將增大 C.M點的電場強度變小了 D.在a板移動前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場力做功相同 【解析】選D。液滴靜止則電場力與重力平衡,液滴帶負電:mg=q。當a板下移,板間距離減小,電場強度增加,電場力增大,故粒子上移,A錯;M與下極板間距不變,E增加,故兩點的電勢差增大,M點的電勢升高,液滴在M點的電勢能減小,B錯;由以上分析知電場強度變大,C錯;a、b板間的電勢差不變,故先后兩種情況將液滴由a板移到b板,電場力做功相同,D對。 3.(多選)如圖所示,虛線代表電場中的三個等勢面,相鄰兩個等勢面的電勢差相等,實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、Q為軌跡上的兩點,據(jù)此可得　(　　) A.質(zhì)點從Q到P過程中電場力做正功 B.該質(zhì)點通過P點時電勢能最大 C.三個等勢面中,P點電勢最高 D.三個等勢面中,Q點電勢最高 【解析】選B、C。質(zhì)點所受的電場力指向軌跡內(nèi)側(cè),且電場力與等勢面垂直,由于電荷帶正電,所以電場線指向右下方,因此質(zhì)點從Q到P過程中電場力做負功,故A錯誤;質(zhì)點從Q到P過程中電場力做負功,電勢能增加,則該質(zhì)點通過P點時電勢能最大,故B正確;電場線指向右下方,根據(jù)沿電場線方向電勢降低,故P點的電勢最高,Q點的電勢最低,故C正確,D錯誤。 4.(2016大連二模)點電荷Q1、Q2和Q3所產(chǎn)生的靜電場的等勢面與紙面的交線如圖所示,圖中標在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢,a、b、c…表示等勢面上的點,下列說法正確的有(　　) A.位于g點的點電荷不受電場力作用 B.b點的場強與d點的場強大小一定相等 C.把電荷量為q的正點電荷從a點移到i點,再從i點移到f點過程中,電場力做的總功大于把該點電荷從a點直接移到f點過程中電場力所做的功 D.把1C正電荷從m點移到c點過程中電場力做的功等于7kJ 【解析】選D。位于g點的位置電勢為零,場強不為零,所以點電荷受電場力作用,故A錯誤;b點的場強與d點的場強是由點電荷Q1、Q2和Q3所產(chǎn)生的場強疊加產(chǎn)生的,Q1、Q2和Q3與b點和d點的距離不等,根據(jù)點電荷場強公式E=得Q1、Q2和Q3在b點和d點的場強大小不等,方向不同。所以疊加后b點的場強與d點的場強大小不一定相等,故B錯誤;根據(jù)電場力做功W=qU得把電荷量為q的正點電荷從a點移到i點,再從i點移到f點過程中,電場力做的總功等于把該點電荷從a點直接移到f點過程中電場力所做的功,故C錯誤;把1C正電荷從m點移到c點過程中電場力做的功W=qU=1C[4 kV-(-3 kV)]=7 kJ,故D正確。 5.(多選)(2016廈門一模)如圖所示,在豎直平面內(nèi)xOy坐標系中分布著與水平方向夾45角的勻強電場,將一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球,以某一初速度從O點豎直向上拋出,它的軌跡恰好滿足拋物線方程y=kx2,且小球通過點P(,)。已知重力加速度為g,則　(　　) A.電場強度的大小為 B.小球初速度的大小為 C.小球通過點P時的動能為 D.小球從O點運動到P點的過程中,電勢能減少 【解析】選B、C。小球,以某一初速度從O點豎直向上拋出,它的軌跡恰好滿足拋物線方程y=kx2,說明小球做類平拋運動,則電場力與重力的合力沿y軸正方向,豎直方向:qEsin45=mg,所以:qE=mg,電場強度的大小為E=,故A錯誤;小球受到的合力:F合=qEcos45=mg=ma,所以a=g,由平拋運動規(guī)律有=v0t,=gt2,得初速度大小為v0=,故B正確;由于:=v0t,=gt2,得=,所以通過點P時的動能為mv2=m(+)=,故C正確;小球從O到P電勢能減少,且減少的電勢能等于克服電場力做的功,即WE==,故D錯誤。 6.(多選)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1,之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上。整個裝置處于真空中,不計粒子重力及其相互作用,那么　(　　) A.偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多 B.三種粒子打到屏上時的速度一樣大 C.三種粒子運動到屏上所用時間相同 D.三種粒子一定打到屏上的同一位置 【解析】選A、D。由動能定理可求得粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度,再對運動的合成與分解可求得偏轉(zhuǎn)電場中的位移;再由幾何關系可明確粒子打在屏上的位置。 帶電粒子在加速電場中加速,由動能定理可知: E1qd=mv2,解得:v= 粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的時間t= 粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a= 在偏轉(zhuǎn)電場中的縱向速度v0=at= 縱向位移y=at2=;即位移與比荷無關,與速度無關;由相似三角形可知,打在屏幕上的位置一定相同,到屏上的時間與橫向速度成反比,故A、D正確。