2019年高考物理二轮复习专题三电场和磁场第8讲电场及带电粒子在电场中的运动练案.doc

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1、1专题三 第 8讲 电场及带电粒子在电场中的运动限时：40 分钟一、选择题(本题共 8小题，其中 15 题为单选，68 题为多选)1(2018山东、湖北部分重点中学冲刺模拟)将电荷量为 q210 5 C的正点电荷从A移动到 B，电场力做功为 4104 J；将其从 B移动到 C，克服电场力做功 2104 J，规定 C0，则下列说法正确的是( A )A A、 B两点的电势分别为 A10V， B10VB若 A、 B、 C三点在同一条电场线上，则 C一定是 AB的中点C若将电荷量为210 5 C的点电荷从 A移动到 B，电势能减小 4104 JD若是匀强电场，且 AB10cm，则电场强度可能为 100

2、N/C解析 根据电势差定义式 UAB ，可得 UAB V20V，同理WABq WABq 410 4210 5UBC10V，则 A10V， B10V，故 A正确；因为电场不一定是匀强电场，所以 C不一定是 AB的中点，故 B错误；负电荷从 A到 B过程中，电场力做负功，电势能增加，故C错误；由 U Ed可知，匀强电场的最小场强为 E V/m200V/m，故 D错误。所UABd 200.1以 A正确，BCD 错误。2(2018山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，上极板带正电，下极板接地，一带电油滴静止于 P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离

3、，则油滴( B )A仍保持静止，电势能不变 B仍保持静止，电势能减小C将向下运动，电势能增大 D将向下运动，电势能减小解析 上极板带正电，下极板接地，所以电场方向向下，带电油滴静止于 P点，所以电场力向上，所以该点电荷是负电荷，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，两极板所带的电量 Q不变，间距 d增大，根据 E 知两板间的电场Ud QCd Q rs4 kdd 4 kQ rs强度不变，受电场力不变，油滴仍保持静止；根据 U Ed知， P点与负极板间的电势差增大，负极板的电势为 0，所以 P点的电势增大，该点电荷是负电荷，所以电势能减小，故2B正确，ACD 错误；故选 B。3(2018福建省莆

4、田市高三下学期模拟)如图所示，边长为 a的正方体的顶点 A处有一电荷量为 Q的点电荷，其他 7个顶点各有一电荷量为 Q的点电荷，体心 O处有一个电荷量为 q的点电荷，静电力常量为 k，则点电荷 q受到的电场力大小为( A )A B8kQq3a2 4kQq3a2C D86kQq9a2 83kQq9a2解析 由对称性可知，点电荷 q所受的电场力等于与 Q在同一对角线上的 Q对点电荷电场力的矢量和，其它电荷对点电荷的作用力的和为零，则点电荷受电场力大小为F2 k ，故选 AqQ 32a 2 8kqQ3a24(2018广东省汕头市高三下学期 4月模拟)如图所示，电子示波管由电子枪、竖直偏转电极 YY、

5、水平偏转电极 XX和荧光屏组成，当电极 YY和 XX所加电压都为零时电子枪射出的电子恰好打在荧光屏上的中心点即原点 O上，下列说法正确的是( C )A当上极板 Y的电势高于 Y，而后极板 X的电势低于 X时，电子将打在第一象限B电子从发射到打到荧光屏的时间与偏转电极所加电压大小有关C电子打到荧光屏时的动能与偏转电极所加电压大小有关D电子通过 XX时的水平偏转量与 YY所加电压大小有关解析 由于电子带负电，所以电子在电场中运动时会偏向电势高的一边，故当上极板 Y的电势高于 Y，而后极板 X的电势低于 X时，电子将打在第二象限，故 A错误；电子在水平方向上不受力，所以水平方向做匀速运动，故电子从发

6、射到打到荧光屏的时间与偏转电极所加电压大小无关，故 B错误；根据动能定理，电子出电场后的动能和电场力做功的大小有关，即 qU mv2 mv ，故 C正确；电子通过 XX时的水平偏转量与 XX所12 12 20加电压大小有关，故 D错误；故选 C。35(2018贵州省贵阳市高三 5月模拟)如图所示，为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹， A、 B两点是轨迹与电场线的交点。若不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是( B )A A点电势高于 B点电势B尘埃在 A点加速

7、度大于在 B点的加速度C尘埃在迁移过程中做匀变速运动D尘埃在迁移过程中电势能始终在增大解析 沿电场线方向电势降低，由图可知， B点的电势高于 A点电势，故 A错误；由图可知， A点电场线比 B点密集，因此 A点的场强大于 B点场强，故 A点的电场力大于B点的电场力，则 A点的加速度大于 B点的加速度，故 B正确；放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的。故粒子不可能做匀变速运动，故 C错误；由图可知，开始速度方向与电场力方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大；后来变为锐角，电场力做正功，电势能减小；对于全过程而言，根据电势的变化可知，电势能减小，故 D错误。故选 B。6(20

8、18安徽省蚌埠市高三第三次教学质量检测)如图，充电后的平行板电容器水平放置(与电源断开)，电容为 C，板间距离为 d，上极板正中央有一小孔。质量为 m、电荷量为 q的小球从小孔正上方高 h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处的 P点时速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g)。下列说法正确的是( BC )A电容器所带电荷量 QCmghqB电容器板间的电场强度 Emg h dqd4C若下板下移 的距离，小球到达 P点(原下板处)时速度恰为零d2D若下板水平右移一小段距离，小球到达下板处时速度恰为零解析 对从释放到到达下极板处过程由动能定理得： mg(h d) q

9、Ed0，解得： E，电容器两极板间的电压为： U Ed ，电容器的带电量为：mg h dqd mg h dqQ CU ，故 A错误，B 正确；由题意知，电容器的电量不变，根据Cmg h dqC 、 C 和 E ，得 E ，当下板向下移动 时电场强度不变，根据动能定理 rS4k d QU Ud 4k Q rS d2可知，小球从相同高度处释放，到达 P点时速度恰好为零，故 C正确；当下板水平右移一小段距离，面积 S减小，故电场强度增大，下落相同的距离，电场力做的负功更多，故小球在到达下板前速度已经为零，故 D错误。故选 BC。7(2018宁夏银川二中高三下学期模拟三试题)如图所示，平行板电容器 A

10、、 B两极板水平放置， A在上方， B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知 A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿 A、 B中心水平射入，打在 B极板上的 N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动 A极板来改变两极板 A、 B间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( BC )A若小球带正电，当 A、 B间距增大时，小球打在 N点的右侧B若小球带正电，当 A、 B间距减小时，小球打在 N点的左侧C若小球带负电，当 A、 B间距减小时，小球可能打在 N点的右侧D若小球带负电，当 A、 B间距增大时，小球可能打在 N点的左侧解析 若小球带正电，当 d增大时，电容减小，但 Q不可

11、能减小，所以 Q不变，根据 E ， E不变所以电场力不变，小球仍然打在 N点，故 A错误；若小球带正Ud QCd 4 kQ rS电，当 d减小时，电容增大， Q增大，根据 E ，所以 d减小时 E增大，所以Ud QCd 4 kQ rS电场力变大向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在 N点左侧，故 B正确；若小球带负电，当 AB间距 d减小时，电容增大，则 Q增大，根据 E Ud QCd，所以 d减小时 E增大，所以电场力变大向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运4 kQ rS动，竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在 N点的右侧，故 C正确；若小5球带负电， E

12、， E不变所以电场力大小不变，小球做类平抛运动，竖直方向Ud QCd 4k Q rS上的加速度不变，运动时间不变，小球仍落在 N点，故 D错误。所以 BC正确，AD 错误。8(2018陕西省宝鸡市模拟)如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处， a、 b、 c、 d为正方形四个边的中点， O为正方形的中心， e、 f为正方形外接圆与 bd中垂线的两个交点。取无限远处的电势为 0，下列说法中正确的是( BC )A a、 b、 c、 d电场强度和电势都相同B O点的电场强度和电势均为零C将一带正电的试探电荷从 e点沿直线移动到 f点过程中电势能不变D过 e点垂直于纸面的直线上，各点的电

13、场强度为零，电势为零解析 把其中相邻的两个正负电荷看成一组，另外两个正负电荷看成一组，中垂线就是一条零势线， a、 b、 c、 d、 O点的电势为零，根据对称性可知， a、 b、 c、 d电场强度大小相等，方向不同， O点的电场强度为零，选项 A错误、B 正确； ef是一条等势线，沿ef移动电荷，电荷的电势能不变，选项 C正确；过 e点垂直于纸面的直线上，各点的电场强度不为零，电势为零，选项 D错误。二、计算题(本题共 2小题，需写出完整的解题步骤)9(2018湖北省襄阳五中一模)如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为 R的半圆形，固定在竖直面内，管口 B、 C的连线水平。质量为 m的带正电小球

14、从 B点正上方的 A点自由下落， A、 B两点间距离为 4R。从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等(水平分量待定)，结果小球从管口 C处离开圆管后，又能经过 A点。设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为 g，求：(1)小球到达 B点时的速度大小；(2)小球受到的电场力大小。6解析 (1)小球从开始自由下落到到达管口 B的过程中机械能守恒，故有：mg4R mv 12 2B到达 B点时速度大小为 vB2 2gR(2)设电场力的竖直分力为 Fy，水平分力为 Fx，则 Fy mg(方向竖

15、直向上)。小球从 B运动到 C的过程中，由动能定理得： Fx2R mv mv 12 2B 12 2C小球从管口 C处脱离圆管后，做类平抛运动，其轨迹经过 A点，有 y4 R vCt x2 R axt2 t2 12 Fx2m联立解得： Fx mg 电场力的大小为： qE mg F2x F2y 210(2018河北省张家口市高三下学期模拟)如图所示，在水平线 MN上方区域有竖直向下的匀强电场，在电场内有一光滑绝缘平台，平台左侧靠墙，平台上有带绝缘层的轻弹簧，其左端固定在墙上，弹簧不被压缩时右侧刚好到平台边缘，光滑绝缘平台右侧有一水平传送带，传送带 A、 B两端点间距离 L1m，传送带以速率 v04

16、m/s 顺时针转动，现用一带电小物块向左压缩弹簧，放手后小物块被弹出，从传送带的 B端飞出。小物块经过 MN边界上 C点时，速度方向与水平方向成 45角，经过 MN下方 M N水平线上的 D点时，速度方向与水平方向成 60角。传送带 B端距离 MN的竖直高度 h10.4m， MN与 M N平行，间距 h21.6m，小物块与传送带间的动摩擦因数 0.1，小物块的质量为m0.1kg，带电量 q110 2 C，平台与传送带在同一水平线上，二者连接处缝隙很小，不计小物块经过连接处的能量损失，重力加速度为 g10m/s 2， 1.732， 2.236。3 5求：(1)匀强电场的电场强度 E；(2)弹簧弹

17、性势能的最大值；(3)当小物块在传送带上运动因摩擦产生的热量最大时，小物块在传送带上发生相对运动的时间 t。解析 (1)设小物块从 B点飞出的速度为 vB，在 C点、 D点时的速度分别为 v1、 v2。在 C点小物块的速度方向与水平方向成 45角，则由几何关系可知 v1x v1y vB7小物块从 B点运动到 C点，在竖直方向上有2ah1 v v21y 2B在 D点由 tan60，解得 v2y vBv2yvB 3小物块从 C点运动到 D点的过程中，在竖直方向上有2gh2 v v ( vB)2 v 2 v ，2y 21y 3 2B 2B解得 vB4m/s将其代入 2ah1 v v ，解得 a20m

18、/s 221y 2B小物块从 B点运动到 C点的过程中，有 qE mg ma，解得 E100N/C。(2)小物块被弹簧弹开，恰好减速到 B端与传送带同速，则小物块从 A端运动到 B端由v v22 a0L， ma0 (Eq mg)，小物块在 A点具有的动能即为弹簧具有的最大弹性势20能，则 Ep Ek mv21J。12(3)小物块在传送带上摩擦产生热量的最大值是物块在传送带上相对位移最长的情况，有两种情况，一种是物块一直加速运动到 B端与传送带共速，一种是物块在传送带上减速到 B端与传送带共速。第一种情况：传送带的位移： x0 v0t1物块的位移为 L： v v22 a0L20物块的速度变化为 v0 v a0t1联立即得 t1(2 )s3第二种情况：传送带的位移： x0 v0t2物块的位移为 L： v v22 a0L20物块的速度变化为 v0 v a0t2联立解得 t2( 2)s5计算可得第 1种情况相对位移大于第 2种情况的相对位移，则 t t1小物块在传送带上运动因摩擦产生的热量最大时，小物块在传送带上发生相对运动的时间 t0.268s。