2019高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场专题强化练八电场及带电粒子在电场中的运动201901221120.doc

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1、1专题强化练(八) 电场及带电粒子在电场中的运动考点 1 电场力的性质1.(多选)如图所示，在电场强度为 E 的匀强电场中，以 O 点为圆心，以 r 为半径作一圆，在 O 点固定一电荷量为 Q 的点电荷， a、 b、 c、 d 为相互垂直的两条直径和圆周的交点当把一检验电荷 q 放在 d 点时，该检验电荷恰好平衡，不计重力则下列说法正确的是( )A该匀强电场的电场强度 E 的大小为 k ，方向沿 db 方向Qr2B检验电荷 q 放在点 c 时，受力 Fc的大小为 kQqr2C检验电荷 q 放在点 b 时，受力 Fb的方向沿 db 方向D把检验电荷 q 从 a 沿圆弧移到 b，电场力不做功解析：

2、对检验电荷受力分析如图所示，由题意可知， F1 k ， F2 qE，由 F1 F2，即Qqr2qE k ，解得 E k ，匀强电场方向沿 db 方向，A 项正确；由图知，检验电荷 q 放在Qqr2 Qr2c 点时， Ec E k ，所以 Fc qEc k ， B 项错误；由图知，检验电荷 q2 2Qr2 2Qqr2放在 b 点时， Eb E3 E2 E2 k ，所以 Fb qEb2 k ，方向沿 db 方向，C 项正确；把Qr2 Qqr2检验电荷 q 从 a 沿圆弧移到 b，其所受 Q 的电场力不做功，所受匀强电场的电场力做功，D 项错误答案：AC2.如图所示，直角坐标系中 x 轴上在 x r

3、 处固定有带电荷量为9 Q 的正点电荷，在 x r 处固定有带电荷量为 Q 的负点电荷， y 轴上 a、 b 两点的坐标分别为 ya r 和yb r、 c、 d、 e 点都在 x 轴上， d 点的坐标为 xd2 r， rEeB a、 b 两点的电势相等C d 点场强为零D a、 b 两点的场强相同解析： cd 点间距与 de 点间距相等，根据电场线的分布情况知， c 处电场线密，场强大，故 A 正确；由电场分布的对称性可知， a、 b 两点的电势相等，故 B 正确；9 Q 在 d 点产生的场强大小 E1 k k ，方向水平向右， Q 在 d 点产生的场强大小 E2 k ，方9Q（ 3r） 2

4、Qr2 Qr2向水平向左，所以由电场的叠加原理可知， d 点场强为零，故 C 正确；根据电场线分布的对称性可知， a、 b 两点场强的大小相等，但方向不同，则 a、 b 两点的场强不相同，故 D错误答案：D3.如图所示，梯形 abdc 位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为 60、30，cd2 ab4 cm，已知 a、 b 两点的电势分别为 4 V、0，将电荷量 q1.610 3 C 的正电荷由 a 点移动到 c 点，克服电场力做功 6.4103 J，则下列关于电场强度的说法中正确的是 ( )A垂直 ab 向上，大小为 400 V/mB垂直 bd 斜向上，大小为 400 V/mC平行 ca 斜

5、向上，大小为 200 V/mD平行 bd 斜向上，大小为 200 V/m解析：由 W qU 知 Uac V4 V，而 a4 V，所以 c8 V，Wq 6.410 31.610 3过 b 点作 be ac 交 cd 于 e，因在匀强电场中，任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等，所以 Uab Uce，即 e4 V，又因 cd2 ab，所以 Ucd2 Uab，即 d0，所以 bd为一条等势线，又由几何关系知 eb bd，由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直 bd斜向上，大小为 E V/m400 V/m，B 项正确Uebedsin 30 4110 23答案：B考点 2 电场能的性质4(多选)(

6、2016海南卷)如图，一带正电的点电荷固定于 O 点，两虚线圆均以 O 为圆心，两实线分别为带电粒子 M 和 N 先后在电场中运动的轨迹， a、 b、 c、 d、 e 为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是( )A M 带负电荷， N 带正电荷B M 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能C N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能D N 在从 c 点运动到 d 点的过程中克服电场力做功解析：做曲线运动的物体一定受到指向轨迹内侧的合外力，故 M 带负电荷、 N 带正电荷，选项 A 正确；对 M 根据 Wab Uab( q)0，知 N 在从 c 点运动到 d 点的过程中电场力做正功，

7、选项 D 错误答案：ABC5(多选)(2018桂林、崇左联考)图示为某电场中等势面的分布图，各等势面的电势值图中已标出下列说法正确的是( )A A 点的电场强度比 B 点的大B中心轴线上各点的电场强度方向向左C电子由 A 点移至 B 点克服电场力做功 0.17 eVD电子在 A 点的电势能比 B 点的小解析：点 A 与点 B 相比较，点 A 附近等势面密集而且相邻等势面的电势差较大，故 A点电场强度大于 B 点电场强度，故 A 正确；电场线与等势面垂直且从高电势指向低电势，故中心轴线上电场强度方向向左，故 B 正确；电子由 A 点移至 B 点电场力做功WAB qUAB( e)(0.8 V0.9

8、7 V)0.17 eV，电子由 A 点移至 B 点电场力做正功 0.17 4eV，故 C 错误；电子带负电荷，在电势低的点电势能大，由于 A 点的电势小于 B 点的电势，故电子在 A 点的电势能比 B 点的大，故 D 错误答案：AB6(多选)(2018长郡中学质检)两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有 A、 B、 C 三点，如图所示一个电荷量为 2 C、质量为 1 kg 的小物块从该水平面内的 C 点静止释放，其运动的 v t 图象如图所示，其中 B 点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是( )A B 为中垂线上电场强度最大的点，其电场强度 E

9、1 V/mB由 C 到 A 的过程中，物块的电势能先减小后变大C由 C 到 A 的过程中，电势逐渐升高D A、 B 两点电势差 UAB5 V解析：由 v t 图象的斜率等于加速度可得，物块在 B 点的加速度最大为a m/s22 m/s 2，所受的电场力最大为 F ma12 N2 N，则电场强度的最大值为47 5E 1 N/C，选项 A 正确；由 v t 图象可得，由 C 到 A 的过程中，物块一直加速，电场Fq力一直做正功，物块的电势能一直减小，选项 B 错误；两个等量的正电荷，其连接中垂线上电场强度方向由 O 点沿中垂线指向外侧，所以由 C 点到 A 点的过程中，电势逐渐减小，选项 C 错误

10、；物块在 A、 B 两点的速度分别为 vA6 m/s， vB4 m/s，根据动能定理得qUAB mv mv 1(426 2)J10 J，得 UAB5 V，选项 D 正确12 2B 12 2A 12答案：AD考点 3 平行板块电容器7.某电容式话筒的原理示意图如图所示， E 为电源， R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两金属极板，对着话筒说话时， P 振动而 Q 可视为不动在 P、 Q 间距增大过程中( )A P、 Q 构成的电容器的电容增大B M 点的电势比 N 点的高5C M 点的电势比 N 点的低D P 上电荷量保持不变解析：电容式话筒与电源串联，电压保持不变在 P、 Q 间距增大过程中，根

11、据电容决定式 C 得，电容减小，又根据电容定义式 C 得，电容器所带电荷量减少，电容器 rS4 kd QU的放电电流通过 R 的方向由 M 到 N，所以 M 点的电势比 N 点的高故 A、C、D 错误，B 正确答案：B8(2016天津卷)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板间有一固定在 P 点的点电荷，以 E 表示两板间的电场强度， Ep表示点电荷在 P 点的电势能， 表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A 增大， E 增大 B 增大， Ep不变C 减小， Ep增大 D 减小， E

12、不变解析：由题意可知平行板电容器的带电荷量 Q 不变，当下极板不动，上极板向下移动一段距离时，两极板间距 d 减小，则电容 C 变大，由 U 可知 U 变小，则静电计指针的偏QC角 减小又因为两板间电场强度 E ， Q、 S 不变，则 E 不变因为 E 不变，Ud QCd 4 kQ rS则点电荷从 P 点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在 P 点的电势能 Ep不变，故只有选项 D 正确答案：D9(2017江苏卷)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板 A、 B、 C 中央各有一小孔，小孔分别位于 O、 M、 P 点由 O 点静止释放的电子恰好能运动到 P 点现将

13、 C 板向右平移到 P点，则由 O 点静止释放的电子( )A运动到 P 点返回B运动到 P 和 P点之间返回C运动到 P点返回D穿过 P点6解析：电子在 A、 B 板间的电场中加速运动，在 B、 C 板间的电场中减速运动，设 A、 B板间的电压为 U， B、 C 板间的电场强度为 E， M、 P 两点间的距离为 d，则有 eU eEd0，若将 C 板向右平移到 P点， B、 C 两板所带电荷量不变，由 E 可知， C 板向Ud QCd 4 kQ rS右平移到 P时， B、 C 两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在 A、 B 板间加速运动后，在 B、 C 板间减速运动，到达 P 点时速度为

14、零，然后返回，A 项正确，B、C、D 项错误答案：A考点 4 带电粒子在电场中运动10.如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度 v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场，若仅使电容器上极板上移，设电容器极板上所带电荷量为 Q，电子穿出平行板时在垂直于板面方向偏移的距离为 y，以下说法正确的是( )A Q 减少， y 不变 B Q 减少， y 减小C Q 增大， y 减小 D Q 增大， y 增大解析：上极板上移，两极间距增大，电容器电容减小，板间电场强度减小，由 Q CU可知， Q 减小，C、D 均错误；由 y 可知，因 E 减小，电子偏转距离 y 减12 Eqm小故 B 正确，

15、A 错误答案：B11(2018银川一中检测)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 的连线是水平直径现有一质量为 m 带正电的小球(可视为质点)从 B 点正上方的 A 点自由下落， A、 B 两点间距离为 4R.从小球进入管口开始，整个空间突然加一匀强电场，小球所受电场力竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口C 处脱离圆管后，其运动轨迹经过 A 点，设小球运动过程中带电荷量没有改变，重力加速度为 g，求：(1)小球到达 B 点的速度大小；(2)小球受到的电场力的大小；7(3)小球经过管口 C 处时对圆管的压力解析：(1)小球从开始自由下落到

16、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 vB 2 .8gR 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.2(3)由(2)中易得 vC2 ，小球经过管口 C 处时，向心力由 Fx和圆管的弹力 N 提供，gR设弹力 N 的方向向左，

17、则 Fx N m ，解得： N3 mg(方向水平向左)根据牛顿第三定律可知，小球经过管口 C 处时对圆管的压力为 N N3 mg，方向水平向右答案：(1)2 (2) mg (3)3 mg，方向水平向右2gR 212(2018临沂质检)如图所示，虚线 MN 左侧有一场强为 E1 E 的匀强电场，在两条平行的虚线 MN 和 PQ 之间存在着宽为 L、电场强度为 E22 E 的匀强电场，在虚线 PQ 右侧相距为 L 处有一与电场 E2平行的屏现将一电子(电荷量为 e，质量为 m)无初速度地放入电场 E1中的 A 点， A 与虚线 MN 的间距为 ，最后电子打在右侧的屏上， AO 连线与屏垂直，L2垂

18、足为 O，求：(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；(2)电子刚射出电场 E2时的速度方向与 AO 连线夹角 的正切值 tan ；(3)电子打到屏上的点 P到点 O 的距离 x.解析：(1)电子在电场 E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为 a1，时间为8t1，由牛顿第二定律和运动学公式得： a1 ，eE1m eEm a1t ， v1 a1t1， t2 ，L2 12 21 2Lv1运动的总时间为 t t1 t23 .mLeE(2)设电子射出电场 E2时沿平行电场线方向的速度为 vy，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为a2 ， t3 ， vy a2t3，tan ，解得：tan 2.eE2m 2eEm Lv1 vyv1(3)如图，设电子在电场中的偏转距离为 x1x1 a2t ，12 23tan ，x2L解得： x x1 x23 L.答案：(1)3 (2)2 (3)3 LmLeE