高考物理大二輪總復(fù)習(xí)第7天 電場和帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)試題

考前第7天電場和帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)高頻考點(diǎn)解讀高頻考點(diǎn)15庫侖定律(Ⅱ)(1)點(diǎn)電荷是指帶有一定的電量，而沒有體積的帶電體．點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，實(shí)際上不存在．點(diǎn)電荷不同于元電荷，也不同于檢驗(yàn)電荷或試探電荷．(2)庫侖定律：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中k為靜電力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.庫侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷．(3)電場力作用下的電荷平衡及運(yùn)動(dòng)問題處理方法和在力學(xué)中是一樣的．高頻考點(diǎn)16電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)(Ⅱ)(1)電場強(qiáng)度：定義式為E＝eq\f(F,q)，點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式為E＝keq\f(Q,r2)，Q為場源電荷的電荷量．勻強(qiáng)電場E＝eq\f(U,d)，式中的d指的是沿場強(qiáng)方向上的兩點(diǎn)間的距離．(2)方向：與正電荷受電場力的方向相同，與負(fù)電荷受電場力的方向相反．(3)與電場線的關(guān)系：電場線的切向方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向，電場線疏密表示場強(qiáng)的大小．(4)電荷在電場中某點(diǎn)受電場力的方向指向帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向，且與電場線的切向在一條直線上．高頻考點(diǎn)17電勢能、電勢(Ⅰ)電勢差(Ⅱ)(1)電勢能大小比較：①電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少；電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加．②正電荷在電勢高處電勢能大，在電勢低處電勢能小，負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大．(2)電勢差：定義式為UAB＝eq\f(WAB,q)，電場力做功W＝qU.(3)電勢：①選好零電勢點(diǎn)后，某點(diǎn)的電勢就是該點(diǎn)與零電勢點(diǎn)間的電勢差．②沿場強(qiáng)方向(或電場線方向)電勢降低．③電勢與電場強(qiáng)度沒有必然的聯(lián)系，場強(qiáng)大，電勢不一定高，電勢為零，電場強(qiáng)度不一定為零，反之亦然．(4)等勢面：電場中由電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢面；其特點(diǎn)有：①等勢面一定與電場線垂直；②在同一等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功．高頻考點(diǎn)18帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)(Ⅱ)(1)帶電粒子分類①基本粒子：指微觀粒子，如電子、質(zhì)子、氦核、離子等，除特別說明外，一般都不考慮自身重力．②帶電微粒：指微觀顆粒，如液滴、塵埃、小球等，除特別說明外，一般都要考慮自身重力．(2)帶電粒子的加速初速度為0時(shí)，qU＝ΔEk＝eq\f(1,2)mv2－0得v＝eq\r(\f(2qU,m)).初速度不為0時(shí)，qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋\f(2qU,m)).(3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)如圖1所示，板長為L，板間距離為d，板間電壓為U，帶電粒子沿平行于帶電金屬板以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，飛出電場時(shí)速度的方向改變角為α.圖1①知道在偏轉(zhuǎn)電場中的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：垂直電場方向的勻速運(yùn)動(dòng)，vx＝v0，平行電場方向的初速度為零，加速度為eq\f(qE,m)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，vy＝at＝eq\f(qUL,dmv0).②偏向角tanα＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUL,mdv\o\al(2,0))③飛出電場時(shí)，豎直方向位移y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdv\o\al(2,0))④沿速度v反方向延長交MN于Q點(diǎn)，則QN＝eq\f(y,tanα)＝eq\f(L,2).考前保溫訓(xùn)練1．(多選)(2015·第二次全國大聯(lián)考)如圖2所示，A、B兩球所帶電荷量均為2×10－5C，質(zhì)量均為0.72kg，其中A球帶正電荷，B球帶負(fù)電荷，A球通過絕緣細(xì)線吊在天花板上，B球一端固定絕緣棒，現(xiàn)將B球放在某一位置，能使絕緣細(xì)線伸直，A球靜止且與豎直方向的夾角為30°，則B球距離A圖2A．0.5mB．0.8mC．1.2mD．2.5m2．(多選)(2015·呼倫貝爾一模)庫侖定律是電學(xué)中第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的定量規(guī)律，它的發(fā)現(xiàn)受萬有引力定律的啟發(fā)．實(shí)際問題中有時(shí)需要同時(shí)考慮萬有引力和庫侖力，比如某無大氣層的均勻帶有大量負(fù)電荷的質(zhì)量分布均勻的星球．將一個(gè)帶電微粒置于離該星球表面一定高度處無初速度釋放，發(fā)現(xiàn)微粒恰好能靜止．現(xiàn)給微粒一個(gè)如圖3所示的初速度v，則下列說法正確的是()圖3A．微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．微粒將做圓周運(yùn)動(dòng)C．庫侖力對微粒做正功D．萬有引力對微粒做正功3．(多選)(2015·沈陽四校聯(lián)考)在如圖4所示的豎直向下的勻強(qiáng)電場中，用絕緣的細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()圖4A．帶電小球有可能做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)B．帶電小球有可能做變速率圓周運(yùn)動(dòng)C．帶電小球通過最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力一定最小D．帶電小球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力有可能最小4．(2015·陜西三模)如圖5所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B，相互絕緣且質(zhì)量均為2kg，A帶正電，電荷量為0.1C，B不帶電．開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，若突然加沿豎直方向的勻強(qiáng)電場，此瞬間A對B的壓力大小變?yōu)?5N．g＝10m/s2，則()圖5A．電場強(qiáng)度為50N/CB．電場強(qiáng)度為100N/CC．電場強(qiáng)度為150N/CD．電場強(qiáng)度為200N/C5．(多選)(2015·山東齊魯名校一模)一個(gè)正點(diǎn)電荷Q靜止在正方形的一個(gè)角上，另一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)射入該區(qū)域時(shí)，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個(gè)角a、b、c，如圖6所示，則有()圖6A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)電勢高低及場強(qiáng)大小的關(guān)系是φa＝φc＞φb，Ea＝Ec＝2EbB．質(zhì)點(diǎn)由a到b電勢能增加，由b到c電場力做正功，在b點(diǎn)動(dòng)能最小C．質(zhì)點(diǎn)在a、b、c三點(diǎn)的加速度大小之比是1∶2∶1D．若改變帶電質(zhì)點(diǎn)在a處的速度大小和方向，有可能使其經(jīng)過a、b、c三點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)6．(2015·上海虹口區(qū)二模)如圖7所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異號點(diǎn)電荷分別位于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上．下列說法中正確的是()圖7A．O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．C點(diǎn)的電勢高于D點(diǎn)的電勢D．將電荷＋q沿C、D連線從C點(diǎn)移到D點(diǎn)的過程中，電勢能先減少后增加7．(多選)(2015·溫州一模)如圖8所示，虛線表示某電場中的三個(gè)等勢面，相鄰面間的電勢差相等．一重力不計(jì)、帶負(fù)電的粒子從左側(cè)進(jìn)入電場，運(yùn)動(dòng)軌跡與三個(gè)等勢面分別交于a、b、c三點(diǎn)，則()圖8A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高B．粒子在c點(diǎn)的加速度為零C．粒子從a到c時(shí)電勢能不斷增加D．粒子從a到b克服電場力做功大于從b到c克服電場力做功8.(2015·中山二模)水平放置的兩塊平行金屬板長為L，兩板間距為d，兩板間電壓為U，且上板帶正電，一個(gè)電子沿水平方向以速度v0，從兩板中間射入，如圖9所示，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，求：(電子的重力不計(jì))圖9(1)電子飛出電場時(shí)側(cè)位移Y大小是多少？(2)電子飛出電場時(shí)的速度v1是多少？(3)電子離開電場后，打在屏上的P點(diǎn)，若平行金屬板右端到屏的距離為s，求OP的長度．

學(xué)生用書答案精析考前第7天電場和帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)考前保溫訓(xùn)練1．AB2.AC3.ABD4.B5.AB6．B[根據(jù)等量異種電荷電場線的特點(diǎn)可知，O點(diǎn)場強(qiáng)的方向向右，不為0，故A錯(cuò)誤；根據(jù)等量異種電荷電場線的特點(diǎn)可知，A點(diǎn)場強(qiáng)的方向向左，B點(diǎn)場強(qiáng)的方向向左，兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小相等，故B正確；根據(jù)等量異種電荷電場線、等勢面分布特點(diǎn)知，O、C、D在同一條等勢線上，所以D點(diǎn)電勢等于C點(diǎn)電勢，試探電荷從C點(diǎn)移到D點(diǎn)電場力不做功，電勢能始終不變，故C、D錯(cuò)誤．]7．AC[電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于電荷帶負(fù)電，因此電場線指向右上方，沿電場線電勢降低，故a點(diǎn)的電勢最高，c點(diǎn)的電勢最低，故A正確；相鄰等勢面之間的電勢差相等，從左向右相鄰等勢面之間距離變大，可知電場變?nèi)?，帶電粒子從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場力變小，加速度減小，故B錯(cuò)誤；粒子從a到c時(shí)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故C正確；電場力做功W＝qU，因相鄰等勢面間的電勢差相等，故粒子從a到b克服電場力做功等于從b到c克服電場力做功，故D錯(cuò)誤．]8．(1)eq\f(eUL2,2mdv\o\al(2,0))(2)eq\r(v\o\al(2,0)＋\f(e2U2L2,m2d2v\o\al(2,0)))(3)eq\f(eUL,mdv\o\al(2,0))(eq\f(L,2)＋s)解析(1)電子進(jìn)入金屬板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則得：水平方向：L＝v0t豎直方向：Y＝eq\f(1,2)at2由牛頓第二定律得a＝eq\f(eU,md)聯(lián)立解得：Y＝eq\f(eUL2,2mdv\o\al(2,0))，即電子飛出電場時(shí)側(cè)位移Y＝eq\f(eUL2,2mdv\o\al(2,0))(2)電子飛出電場時(shí)豎直分速度vy＝at＝eq\f(eUL,mdv0)所以電子飛出電場時(shí)的速度為v1＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋\f(e2U2