高考二輪復習物理課件（老高考新教材）專題分層突破練專題分層突破練7電場帶電粒子在電場中的運動

專題分層突破練7電場帶電粒子在電場中的運動1234567891011A組基礎鞏固練1.(2023湖北卷)在正點電荷Q產生的電場中有M、N兩點,其電勢分別為φM、φN,電場強度大小分別為EM、EN。下列說法正確的是(

)A.若φM>φN,則M點到正點電荷Q的距離比N點的遠B.若EM<EN,則M點到正點電荷Q的距離比N點的近C.若把帶負電的試探電荷從M點移到N點,靜電力做正功,則φM<φND.若把帶正電的試探電荷從M點移到N點,靜電力做負功,則EM>ENC1234567891011解析

正點電荷Q的電場線是“光芒萬丈”,由φM>φN可知,M點到正點電荷Q的距離近,選項A錯誤。根據

知,若EM<EN,可知N點到正點電荷Q的距離近,選項B錯誤。若把帶負電的試探電荷從M點移到N點,靜電力做正功,電勢能減小,電勢增加,故有φM<φN,選項C正確。若把帶正電的試探電荷從M點移到N點,靜電力做負功,電勢能增加,逆著電場線運動,根據正點電荷Q產生的電場特點可知EM<EN,選項D錯誤。12345678910112.(多選)(2023海南?？谀M)圖甲中A、B、C是某電場中的一條電場線上的三個點,若將一正電荷從A點處由靜止釋放,僅在靜電力作用下,正電荷沿電場線從A點經過B點到C點,運動過程中的速度—時間圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(

)A.在A、B、C三個點中,B點的電場強度最大B.在A、B、C三個點中,C點的電勢最低C.在A、B、C三個點中,C點的電勢最高D.在A、B、C三個點中,正電荷在A點的電勢能最大BD1234567891011解析

由牛頓第二定律有Eq=ma,v-t圖像中斜率表示加速度,由題圖可知,電荷在B點時加速度最小,則B點的電場強度最小,故A錯誤;由題圖可知,正電荷沿電場線從A點經過B點到C點,速度一直增加,靜電力一直做正功,電勢能減少,則有EpA>EpB>EpC,由Ep=φq可得φA>φB>φC,故C錯誤,B、D正確。12345678910113.(多選)(2023全國乙卷)在O點處固定一個正點電荷,P點在O點右上方。從P點由靜止釋放一個帶負電的小球,小球僅在重力和該點電荷靜電力作用下在豎直面內運動,其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點,OP>OM,OM=ON,則小球(

)A.在運動過程中,電勢能先增加后減少B.在P點的電勢能大于在N點的電勢能C.在M點的機械能等于在N點的機械能D.從M點運動到N點的過程中,靜電力始終不做功BC1234567891011解析

由圖可知,帶電小球從P點開始,下落時靜電力對其先做正功,后做負功,所以電勢能先減少后增加,選項A錯誤。由于OM=ON,所以帶電小球在N點與M點的電勢能相等。因為由P到M靜電力對小球做正功,電勢能減少,所以小球在P點的電勢能大于在M點的電勢能,在P點的電勢能也大于在N點的電勢能,選項B正確。小球在運動過程中只有靜電力和重力做功,所以只有電勢能、動能和重力勢能的相互轉化,其中動能和重力勢能之和為機械能。由于帶電小球在M點和N點的電勢能相等,所以在這兩點的機械能也相等,選項C正確。從M點運動到N點的過程中,因為有重力作用,所以雖然M點和N點離O點距離相等,但軌跡MN不是以O為圓心的圓弧,軌跡MN不在等勢面上,靜電力會做功,選項D錯誤。12345678910114.(多選)(2023遼寧卷)圖甲為金屬四極桿帶電粒子質量分析器的局部結構示意圖,圖乙為四極桿內垂直于x軸的任意截面內的等勢面分布圖,相鄰兩等勢面間電勢差相等,則(

)A.P點電勢比M點的低B.P點電場強度大小比M點的大C.M點電場強度方向沿z軸正方向D.沿x軸運動的帶電粒子,電勢能不變CD1234567891011解析

P點電勢比O點電勢高,O點電勢比M點電勢高,故P點電勢比M點電勢高,選項A錯誤;相鄰兩等勢面間電勢差相等,等勢面的疏密程度可以反映電場強度的大小,故P點電場強度大小比M點的小,選項B錯誤;根據電場強度的疊加,M點電場強度方向沿z軸正方向,選項C正確;沿x軸運動的帶電粒子,沿等勢面運動,電勢能不變,選項D正確。12345678910115.(2023山東青島模擬)如圖所示,O點為兩等量異種點電荷連線的中點,一帶正電的粒子(不計重力)從連線上的A點由靜止釋放。在靜電力作用下運動到B點。取A點為坐標原點,沿直線向右為x軸正方向。在粒子從A點運動到B點的過程中,下列關于粒子運動的速度v和加速度a隨時間t的變化、運動徑跡上電勢φ和粒子的電勢能Ep隨位移x的變化圖線可能正確的是(

)B1234567891011解析

根據等量異種電荷的電場線分布可知,在A到B的運動過程中,電場強度先變小后變大,粒子受到的靜電力先變小后變大,則加速度先變小后變大,v-t圖像切線的斜率先變小后變大,故A錯誤,B正確;沿著電場線方向電勢降低,電勢與位移的圖像的斜率表示電場強度,電場強度先減小后增大,所以圖像的斜率先減小后增大,故C錯誤;根據Ep=qφ,得

,E先減小后增大,所以Ep-x圖像切線的斜率先減小后增大,故D錯誤。12345678910116.(2023重慶九龍坡三模)某條電場線是一條直線,沿電場線方向依次有O、A、B、C四個點,相鄰兩點間距離均為d,以O點為坐標原點,沿電場強度方向建立x軸,該電場線上各點電場強度E隨x的變化規(guī)律如圖所示。一個電荷量為+q的粒子,從O點由靜止釋放,僅受靜電力作用。則下列說法正確的是(

)D123456789101112345678910117.(2022河北卷)如圖所示,真空中電荷量為2q和-q(q>0)的兩個點電荷分別位于M點與N點,形成一個以MN延長線上O點為球心,電勢為零的等勢面(取無窮遠處電勢為零),P為MN連線上的一點,S為等勢面與直線MN的交點,T為等勢面上的一點,下列說法正確的是(

)A.P點電勢低于S點電勢B.T點電場強度方向指向O點C.除無窮遠處外,MN直線上還存在兩個電場強度為零的點D.將正試探電荷q0從T點移到P點,靜電力做正功B1234567891011解析

在直線MN上,根據電場的疊加可知M、N間的電場強度方向水平向右,沿著電場線電勢逐漸降低,可知P點電勢高于等勢面與MN交點處(A點)電勢,則P點電勢高于S點電勢,故A錯誤;由于正電荷的電荷量大于負電荷的電荷量,可知在N左側電場強度不可能為零,在N右側,設MN距離為L,根據

可知,除無窮遠處外,直線MN上電場強度為零的點只有一個,故C錯誤;由A選項分析可知,T點電勢低于P點電勢,則正電荷在T點的電勢能低于在P點的電勢能,將正試探電荷q0從T點移到P點,電勢能增大,靜電力做負功,故D錯誤;由于電場方向垂直等勢面,且由高電勢指向低電勢,所以T點的電場強度方向指向O點,故B正確。12345678910118.(2022湖北卷)密立根油滴實驗裝置如圖所示,兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接,板間產生勻強電場。用一個噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場,油滴從噴口噴出時由于摩擦而帶電。金屬板間電勢差為U時,電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢差調整為2U,則在板間能保持靜止的球狀油滴的電荷量和半徑可以為(

)A.q,r

B.2q,rC.2q,2r

D.4q,2rD12345678910111234567891011B組素能提升練9.(2023山東煙臺模擬)如圖所示,真空中有一邊長為10cm的立方體?？臻g存在一勻強電場,已知A點電勢為0,B、D、A'三點電勢均為1V,下列判斷正確的是(

)A.勻強電場的電場強度大小為10V/m,方向由C'指向AB.勻強電場的電場強度大小為

V/m,方向由C'指向AC.電子在C點的電勢能為

eVD.電子沿直線由A點到C點靜電力做負功B1234567891011123456789101110.(2023全國乙卷)如圖所示,等邊三角形ABC位于豎直平面內,AB邊水平,頂點C在AB邊上方,3個點電荷分別固定在三角形的三個頂點上。已知AB邊中點M處的電場強度方向豎直向下,BC邊中點N處的電場強度方向豎直向上,A點處點電荷的電荷量的絕對值為q。(1)求B點處點電荷的電荷量的絕對值并判斷3個點電荷的正負。(2)求C點處點電荷的電荷量。1234567891011答案

(1)q

均為正點電荷

解析

(1)場源為位于A、B、C三點的點電荷,場中(M點和N點)電場強度滿足疊加原理。①M點處的電場強度方向豎直向下,易知C點處電荷為正點電荷,A、B點處電荷為等量同號點電荷(電荷量的絕對值均為q)。②N點處的電場強度方向豎直向上,可把此處電場分解為BC方向分量(由B、C點處點電荷決定)和AN方向分量(由A點處點電荷決定),易知A、B點處均為正電荷,且qB=q。1234567891011123456789101111.(2023全國新課標卷)密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置,間距固定,可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶的電荷量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓時,油滴a、b在重力油滴可視為球形,所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比,比例系數視為常數。不計空氣浮力和油滴間的相互作用。