2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講（魯科版2019）專題02 電勢能與電勢差【考題猜想】（32題16大類型）（含答案及解析）

專題02電勢能與電勢差TOC\o"1-1"\h\u【題型1電勢能大小判斷】 1【題型2電勢高低判斷】 2【題型3典型電場的等勢面】 3【題型4勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系】 3【題型5φ-x圖像】 4【題型6Ep-x圖像】 5【題型7E-x圖像】 6【題型8電容器動(dòng)態(tài)分析】 7【題型9帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng)】 7【題型10帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng)】 8【題型11帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】 9【題型12帶電粒子在交變電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】 10【題型13帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的圓周運(yùn)動(dòng)】 11【題型14帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的能量問題】 12【題型15示波管及其應(yīng)用】 12【題型16電容器的充放電實(shí)驗(yàn)】 13【題型1電勢能大小判斷】1．真空中有一豎直向上的勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為E，電場中的A、B兩點(diǎn)固定著兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷、，A、B兩點(diǎn)的連線水平，O為其連線的中點(diǎn)，c、d是兩點(diǎn)電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn)，，a、b兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷的連線上，且與c、d兩點(diǎn)的連線恰好形成一個(gè)正方形，則下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢不同，a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢B．c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不相同C．電子在c、d兩點(diǎn)的電勢能相等D．電子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能小于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能2．如圖所示，正方體的C、E兩點(diǎn)放有電量均為的點(diǎn)電荷，D、F兩點(diǎn)放有電量均為的點(diǎn)電荷，M為EF的中點(diǎn)。下列說法正確的是（）

A．M點(diǎn)的場強(qiáng)方向從F指向EB．A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同C．一個(gè)正試探電荷放在A處的電勢能大于放在B處的電勢能D．一個(gè)負(fù)試探電荷放在B處的電勢能等于放在G處的電勢能【題型2電勢高低判斷】3．如圖所示，a、b為某靜電場中一條電場線上的兩點(diǎn)，一個(gè)帶正電的試探電荷只在電場力作用下從a點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。下列說法中正確的是（）A．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大B．b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢高C．b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢低D．試探電荷在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的加速度大4．場致發(fā)射顯微鏡能夠用來分析樣品的原子排列，其核心結(jié)構(gòu)如圖所示，金屬針與熒光膜之間加上高電壓，形成輻射狀電場，關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場和電勢，下列說法正確的是（）A． B．C． D．【題型3典型電場的等勢面】5．如圖A、B為一對等量同種電荷連線上的兩點(diǎn)（其中B為中點(diǎn)），C為連中垂線上的一點(diǎn)。今將一個(gè)由荷量為q（）的點(diǎn)電荷從A沿直線移到B再沿直線移到C，以下說法正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)都相同B．A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同，電勢不同C．點(diǎn)電荷q（）從B沿直線移到C，電荷的電勢能變大D．點(diǎn)電荷q（）從A沿直線移到B，電荷的電勢能變小6．研究心臟電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)興奮在心肌中傳播時(shí)，在人體的體表可以測出與之對應(yīng)的電勢變化。人體表面的瞬時(shí)電勢分布圖如圖所示，該電勢分布可等效為兩等量點(diǎn)電荷周圍的電勢分布，圖中實(shí)線為等差等勢面，標(biāo)注的數(shù)值分別表示不同等勢面的電勢，a、b、c、d為等勢面上的點(diǎn)，a、b為兩等效點(diǎn)電荷連線上對稱的兩點(diǎn)，c、d為兩等效點(diǎn)電荷連線的中垂線上對稱的兩點(diǎn)，則（）A．c點(diǎn)的電勢大于a點(diǎn)的電勢B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．將帶負(fù)電的試探電荷從b點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．正電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能【題型4勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系】7．如圖，，三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，已知，，，把一個(gè)電荷量的正電荷從移到，電場力的做功為零；從移到，電場力做功為，則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向是（）A．，垂直向左 B．，垂直向右C．，垂直斜向上 D．，垂直斜向下8．勻強(qiáng)電場中有一與電場方向平行的扇形AOB區(qū)域，如圖所示，圓心角，半徑，其中C、D、F將圓弧AB四等分。已知，，，以下說法正確的是（

）A．電場方向沿AB連線方向B．C．電子在D點(diǎn)的電勢能為D．場強(qiáng)大小為3V/m【題型5φ-x圖像】9．在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，其電場中電勢φ在x軸正半軸上分布如圖所示。下列說法正確的有（

）A．處的電勢最低、電場強(qiáng)度為零B．電量大于的電量C．為同種電荷D．電量為q的正檢驗(yàn)電荷從移到無窮遠(yuǎn)的過程中，電場力做功為10．在x軸上自左向右分別放置電荷量為、的點(diǎn)電荷，兩電荷連線上的電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點(diǎn)的電勢為零，BD段中C點(diǎn)電勢最大，則下列判斷正確的是（

）

A．點(diǎn)P應(yīng)該有一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷B．C．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度D．將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn)，其電勢能先增大后減小【題型6Ep-x圖像】11．一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖所示，其中段是關(guān)于直線對稱的直線，段是曲線，則下列說法正確的是（

）A．處的電場強(qiáng)度比處的小B．在處的電勢的關(guān)系為C．段帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．段電場強(qiáng)度方向不變，大小變化，段電場強(qiáng)度大小、方向均不變12．如圖，圓環(huán)均勻帶正電，沿其中心軸線建立x軸。將另一點(diǎn)電荷從圓心處沿x軸正方向移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，電場力做功為。取無窮遠(yuǎn)處為電勢能零點(diǎn)，則電荷具有的電勢能與位置坐標(biāo)x的關(guān)系圖像正確的是（）A． B．C． D．【題型7E-x圖像】13．某條電場線是一條直線，上邊依次有O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間距離均為d，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿電場強(qiáng)度方向建立x軸，該電場線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示。一個(gè)帶電荷量為+q的粒子，從O點(diǎn)由靜止釋放，僅受電場力作用。則（）A．若O點(diǎn)的電勢為零，則B點(diǎn)的電勢為B．粒子從O到A做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．粒子在OA段電勢能減少量等于BC段電勢能減少量D．粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為14．某靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向，一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷只在電場力的作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，、、、四點(diǎn)間隔相等，則（）A．點(diǎn)電荷在和處電勢能相等B．點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中電勢能增加C．、兩點(diǎn)之間的電勢差大于、兩點(diǎn)之間的電勢差D．該點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中電場力一直做正功【題型8電容器動(dòng)態(tài)分析】15．如圖所示，一平行板電容器兩極板水平正對，上極板M固定，下極板N放在一個(gè)絕緣的溫度敏感材料上，溫度敏感材料會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓霈F(xiàn)明顯的熱脹冷縮，給電容器充電后，N板帶有正電，一帶電微粒恰好靜止在兩極板間的P點(diǎn)。使極板與電源斷開，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（）A．電容器的電容減小 B．兩板間的電場強(qiáng)度減小C．帶電微粒的電勢能增大 D．帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng)16．如圖所示，電容器極板間有一可移動(dòng)的電介質(zhì)板，電介質(zhì)板與被測物體相連，被測物體到極板右邊緣的距離為x。接入電路后，通過極板上物理量的變化可確定被測物體的位置，下列說法正確的是（

）A．若x變大，則電容器的電容增大B．若x變小且電容器的電荷量不變，則電容器極板間的電壓減小C．若x變大且電容器極板間的電壓不變，則電容器的電荷量增加D．若x變大且電容器極板間的電壓不變，則有電流流向電容器的正極板【題型9帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng)】17．如圖，在P板附近有電荷（不計(jì)重力）由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則以下解釋正確的是（）A．到達(dá)Q板的速率與板間距離和加速電壓兩個(gè)因素有關(guān)B．電壓一定時(shí)，兩板間距離越大，加速的時(shí)間越短，加速度越小C．電壓一定時(shí)，兩板間距離越大，加速的時(shí)間越長，加速度越大D．若加速電壓與電量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則到達(dá)Q板的速率變?yōu)樵瓉淼?倍18．多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是一種測量離子比荷的新型實(shí)驗(yàn)儀器，其基本原理如圖所示。從離子源A處飄出的離子初速度不計(jì)，經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個(gè)反射區(qū)和長為l的漂移管（無場區(qū)域）構(gòu)成，開始時(shí)反射區(qū)1、2均未加電場，當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時(shí)，兩反射區(qū)開始加上電場強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度足夠大，使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。當(dāng)離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時(shí)，撤去反射區(qū)的電場，離子打在熒光屏B上被探測到，可測得離子從A到B的總飛行時(shí)間。不計(jì)離子重力，已知比荷為k0的離子總飛行時(shí)間為t0，待測離子的總飛行時(shí)間為t1，兩種離子在質(zhì)量分析器中反射相同次數(shù)，則待測離子比荷為（）A． B． C． D．【題型10帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng)】19．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，當(dāng)t=0時(shí)，將一帶電粒子在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，下列說法正確的是（

）A．帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) B．0~3s內(nèi)，電場力做的總功不為零C．2s末帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D．3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)20．如圖甲所示，某多級直線加速器由n個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，各金屬圓筒依序接在交變電源的兩極M、N上，序號(hào)為C的金屬圓板中央有一個(gè)質(zhì)子源，質(zhì)子逸出的速度不計(jì)，M、N兩極加上如圖乙所示的電壓，一段時(shí)間后加速器穩(wěn)定輸出質(zhì)子流。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e，質(zhì)子通過圓筒間隙的時(shí)間不計(jì)，且忽略相對論效應(yīng)，則（）A．質(zhì)子在各圓筒中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．質(zhì)子進(jìn)入第n個(gè)圓筒瞬間速度為C．各金屬筒的長度之比為1:：：D．質(zhì)子在各圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:：：【題型11帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】21．真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A，B之間有加速電場，C，D之間有偏轉(zhuǎn)電場，M為熒光屏?，F(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子均由A板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為，電荷量之比為，不計(jì)粒子重力，則下列說法中正確的是（）A．三種粒子打到熒光屏上的位置相同B．三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同C．偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為D．偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為22．如圖所示，平行板電容器兩極板的間距為d，極板與水平面成60°角，a極板帶負(fù)電。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q<0）的粒子在電容器中靠近b極板處，以初動(dòng)能Ek0豎直向上射出，不計(jì)粒子重力，極板尺寸足夠大，若粒子能打到a極板，則下列說法正確的是（）A．粒子的加速度大小B．粒子的加速度大小C．兩極板間電場強(qiáng)度的大小D．兩極板間電場強(qiáng)度的大小【題型12帶電粒子在交變電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】23．如圖甲所示，兩平行金屬板水平放置，間距為d，金屬板長為L＝2d，兩金屬板間加如圖乙所示的電壓（U0＝，初始時(shí)上金屬板帶正電）。一粒子源射出的帶電粒子恰好從上金屬板左端的下邊緣水平進(jìn)入兩金屬板間。該粒子源能隨時(shí)間均勻發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，初速度v0＝，重力忽略不計(jì)，忽略粒子間相互影響，則（）A．能從板間飛出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B．能從板間飛出的粒子束進(jìn)入極板的時(shí)刻為＋n（n＝1，2，3，…）C．若粒子在t＝時(shí)刻進(jìn)入兩極板之間，粒子飛出極板時(shí)的偏移量y是D．若發(fā)射時(shí)間足夠長，則能夠從兩金屬板間飛出的粒子占總?cè)肷淞Ｗ訑?shù)的比例為24．如圖所示，一對平行金屬板長為L，兩板間距為d，兩板間所加交變電壓為，交變電壓的周期。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從平行板左側(cè)以速度沿兩板的中線持續(xù)不斷的進(jìn)入平行板之間，已知所有電子都能穿過平行板，且最大偏距的電子剛好從極板的邊緣飛出，不計(jì)重力作用．下列說法正確的是（

）A．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為B．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為C．所有電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都為TD．所有電子離開電場時(shí)的動(dòng)能都相同【題型13帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的圓周運(yùn)動(dòng)】25．如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中，一絕緣細(xì)線的一端固定在O點(diǎn)，另一端系一帶正電的小球，小球在只受重力、電場力、繩子的拉力作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球所受的電場力大小等于重力大小。a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示，圓上各點(diǎn)相比較，小球（）A．在最高點(diǎn)a處的動(dòng)能最小B．在最低點(diǎn)c處的機(jī)械能最小C．在水平直徑右端b處的機(jī)械能最小D．在水平直徑左端d處的機(jī)械能最小26．如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，一長為的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端系著一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球，小球靜止在M點(diǎn)，OM與豎直方向成53°角?，F(xiàn)給小球一垂直于OM的初速度v0，使其在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，AB為圓的豎直直徑，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．小球帶負(fù)電B．電場強(qiáng)度為C．小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)B時(shí)機(jī)械能最大D．小球在M點(diǎn)獲得的初速度最小值為【題型14帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的能量問題】27．如圖所示，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為R。bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)?？臻g分布有范圍足夠大的沿水平方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度。一質(zhì)量為m、電量為q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），自a點(diǎn)處從靜止開始釋放后向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能的增量為（）A．3mgR B．4mgR C．12mgR D．16mgR28．如圖所示，空間有與水平方向成θ角的勻強(qiáng)電場。一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，用長L的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)。當(dāng)小球靜止時(shí)，細(xì)線恰好處于水平位置?，F(xiàn)用一個(gè)外力將小球沿圓弧軌道（圖中的虛線）緩慢地拉到最低點(diǎn)，此過程小球的電荷量不變。則該外力做的功為（重力加速度為g）（）A． B． C． D．【題型15示波管及其應(yīng)用】29．如圖所示是示波管的原理圖，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極之間和偏轉(zhuǎn)電極之間都沒有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。若要使電子打在第II象限，則下列說法正確的是（

）A．極板X帶正電，極板Y帶正電 B．極板X帶正電，極板Y帶負(fù)電C．極板帶正電，極板帶正電 D．極板帶正電，極板帶負(fù)電30．有一種電子儀器叫作示波器，可以用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。示波器的核心部件是示波管，圖甲是它的原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。電子槍的作用是產(chǎn)生高速飛行的一束電子。如果在電極YY'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極XX'之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是選項(xiàng)圖中（）A． B．C． D．【題型16電容器的充放電實(shí)驗(yàn)】31．某同學(xué)用圖甲所示的電路研究電容器的充、放電過程。圖丙所示實(shí)驗(yàn)裝置是用來探究影響平行板電容器的因素，其中電容器左側(cè)極板A和靜電計(jì)外殼接地，電容器右極板B與靜電計(jì)金屬球相連。使電容器帶電后與電源斷開。(1)圖甲當(dāng)開關(guān)S接“1”達(dá)到穩(wěn)定后，電容器上極板帶（選填“正”或“負(fù)”）電。(2)圖甲開關(guān)S接“2”前，將電流傳感器串聯(lián)在左側(cè)電路中，接著將開關(guān)S接“？”，與電流傳感器連接的計(jì)算機(jī)描繪出電路中的電流I隨時(shí)間t變化的I-t圖像如圖，丙所示，通過分析可知，圖中圖像與橫軸圍成的面積表示的物理量是。不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻R的阻值，則此過程的I-t曲線與橫軸圍成的面積將（選填“減小”、“不變”或“增大”）。(3)已知電源電壓為3V，通過數(shù)格子的方法測得I-t曲線與橫軸圍成的面積為2.5mA·s，則電容器的電容C=F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(4)圖丙中，靜電計(jì)是測量下列哪一個(gè)物理量的儀器__________。A．電荷量 B．電容 C．電勢差(5)保持兩極板所帶的的電荷量Q不變，極板間的正對面積S不變，讓帶有絕緣手柄的A板向左移動(dòng)增大兩極板間的距離d，發(fā)現(xiàn)靜電計(jì)指針偏角變大，得出的結(jié)論是：在其他條件不變的情況下，平行板電容器的電容C隨兩極板間的距離d的增大而（填“增大”“減小”或“不變”）。32．在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實(shí)驗(yàn)中，按如圖所示連接電路。單刀雙擲開關(guān)S先跟1相接，一段時(shí)間后，把開關(guān)再改接2，實(shí)驗(yàn)中使用了電流傳感器來采集電流隨時(shí)間的變化情況。(1)單刀雙擲開關(guān)S先與1相接，穩(wěn)定后再與2相接，則開關(guān)S與2相接后，電容器進(jìn)行的是(選填“充電”或“放電”)過程。以下哪個(gè)I-t圖像能描述開關(guān)S與2相接后的過程?。A．B．C．D．(2)保持單刀雙擲開關(guān)S接1，現(xiàn)將一塊有機(jī)玻璃插入電容器兩極板中間，則通過電阻R的電流方向(選填“向上”或“向下”)。斷開開關(guān)S，將一帶電粒子置于電容器兩極板中間，粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將電容器下極板下移，則粒子將。A．向下運(yùn)動(dòng)

B．向上運(yùn)動(dòng)

C．保持靜止不動(dòng)

專題02電勢能與電勢差TOC\o"1-1"\h\u【題型1電勢能大小判斷】 1【題型2電勢高低判斷】 3【題型3典型電場的等勢面】 4【題型4勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系】 5【題型5φ-x圖像】 7【題型6Ep-x圖像】 8【題型7E-x圖像】 9【題型8電容器動(dòng)態(tài)分析】 11【題型9帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng)】 12【題型10帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng)】 13【題型11帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】 15【題型12帶電粒子在交變電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】 16【題型13帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的圓周運(yùn)動(dòng)】 19【題型14帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的能量問題】 20【題型15示波管及其應(yīng)用】 21【題型16電容器的充放電實(shí)驗(yàn)】 23【題型1電勢能大小判斷】1．真空中有一豎直向上的勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為E，電場中的A、B兩點(diǎn)固定著兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷、，A、B兩點(diǎn)的連線水平，O為其連線的中點(diǎn)，c、d是兩點(diǎn)電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn)，，a、b兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷的連線上，且與c、d兩點(diǎn)的連線恰好形成一個(gè)正方形，則下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢不同，a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢B．c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不相同C．電子在c、d兩點(diǎn)的電勢能相等D．電子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能小于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能【答案】D【詳解】A．由等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場特點(diǎn)可知，A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場方向向右，可知a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，a、b兩點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中的電勢相等，電勢是標(biāo)量，則在a、b兩點(diǎn)的電勢相加后，a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，A錯(cuò)誤；B．c、d兩點(diǎn)在A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中連線的中垂線上，是對稱點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小相等，方向與勻強(qiáng)電場的方向都垂直，c、d兩點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中的電場強(qiáng)度大小相等，方向相同，因此c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度疊加后，合電場強(qiáng)度大小相等，方向相同，B錯(cuò)誤；C．c、d兩點(diǎn)在A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中是對稱點(diǎn)，電勢相等，則電子在A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中c、d兩點(diǎn)的電勢能相等，則在勻強(qiáng)電場中d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)，則電子在d點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能，因此電子在c、d兩點(diǎn)的和電勢能不相等，C錯(cuò)誤；D．在勻強(qiáng)電場中電子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能與在b點(diǎn)時(shí)的電勢能相等，在A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，O點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，則電子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在b點(diǎn)時(shí)的電勢能，電勢能是標(biāo)量，因此電子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能小于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能，D正確。故選D。2．如圖所示，正方體的C、E兩點(diǎn)放有電量均為的點(diǎn)電荷，D、F兩點(diǎn)放有電量均為的點(diǎn)電荷，M為EF的中點(diǎn)。下列說法正確的是（）

A．M點(diǎn)的場強(qiáng)方向從F指向EB．A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同C．一個(gè)正試探電荷放在A處的電勢能大于放在B處的電勢能D．一個(gè)負(fù)試探電荷放在B處的電勢能等于放在G處的電勢能【答案】D【詳解】A．根據(jù)題意可知，、兩點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場由，、兩點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場由，由等量異種電荷電場分布特點(diǎn)可知，、兩點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場大于、兩點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場，則M點(diǎn)的場強(qiáng)方向從E指向F，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由對稱性可知，A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)題意，由對稱性可知，平面為等勢面，則一個(gè)正試探電荷放在A處的電勢能等于放在B處的電勢能，一個(gè)負(fù)試探電荷放在B處的電勢能等于放在G處的電勢能，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D?！绢}型2電勢高低判斷】3．如圖所示，a、b為某靜電場中一條電場線上的兩點(diǎn)，一個(gè)帶正電的試探電荷只在電場力作用下從a點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。下列說法中正確的是（）A．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大B．b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢高C．b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢低D．試探電荷在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的加速度大【答案】C【詳解】AD．一條電場線不能反映電場線的疏密，無法判斷電場強(qiáng)度的大小，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度不一定比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，無法確定試探電荷在a點(diǎn)與b點(diǎn)的電場力大小，因此無法確定加速度大小，故AD錯(cuò)誤；BC．依據(jù)沿著電場線方向，電勢是降低的，因此a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高，故B錯(cuò)誤，C正確。故選C。4．場致發(fā)射顯微鏡能夠用來分析樣品的原子排列，其核心結(jié)構(gòu)如圖所示，金屬針與熒光膜之間加上高電壓，形成輻射狀電場，關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場和電勢，下列說法正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可以判斷電勢根據(jù)電場線的疏密可以判斷電場強(qiáng)度故選C。【題型3典型電場的等勢面】5．如圖A、B為一對等量同種電荷連線上的兩點(diǎn)（其中B為中點(diǎn)），C為連中垂線上的一點(diǎn)。今將一個(gè)由荷量為q（）的點(diǎn)電荷從A沿直線移到B再沿直線移到C，以下說法正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)都相同B．A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同，電勢不同C．點(diǎn)電荷q（）從B沿直線移到C，電荷的電勢能變大D．點(diǎn)電荷q（）從A沿直線移到B，電荷的電勢能變小【答案】D【詳解】等量同種正電荷電場線如圖所示A．根據(jù)等量正電荷的電場分布可知，AB之間的電場線從A到B，場強(qiáng)方向從A到B，可知A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢，由圖可知，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故A錯(cuò)誤；B．無法比較A、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小，但方向一定不同，在BC之間的場強(qiáng)方向從B到C，可知B點(diǎn)的電勢高于C點(diǎn)的電勢，結(jié)合A選項(xiàng)可知A、C兩點(diǎn)電勢不同，故B錯(cuò)誤；C．由B選項(xiàng)分析可知，B、C連線上，正電荷所受電場力向上，點(diǎn)電荷q（）從B沿直線移到C，電場力做正功，電勢能減小，故C錯(cuò)誤；D．由A選項(xiàng)分析可知，A、B連線上，正電荷所受電場力向右，點(diǎn)電荷q（）從A沿直線移到B，電場力做正功，電荷的電勢能的變小，故D正確。故選D。6．研究心臟電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)興奮在心肌中傳播時(shí)，在人體的體表可以測出與之對應(yīng)的電勢變化。人體表面的瞬時(shí)電勢分布圖如圖所示，該電勢分布可等效為兩等量點(diǎn)電荷周圍的電勢分布，圖中實(shí)線為等差等勢面，標(biāo)注的數(shù)值分別表示不同等勢面的電勢，a、b、c、d為等勢面上的點(diǎn)，a、b為兩等效點(diǎn)電荷連線上對稱的兩點(diǎn)，c、d為兩等效點(diǎn)電荷連線的中垂線上對稱的兩點(diǎn)，則（）A．c點(diǎn)的電勢大于a點(diǎn)的電勢B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．將帶負(fù)電的試探電荷從b點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．正電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能【答案】B【詳解】A．點(diǎn)的電勢等于零，點(diǎn)的電勢大于零，所以點(diǎn)的電勢小于點(diǎn)的電勢，故A錯(cuò)誤；B．該電勢分布圖可等效為等量異種電荷產(chǎn)生的，為兩電荷連線上對稱的兩點(diǎn)，根據(jù)等量異種電荷的電場的特點(diǎn)，可以判斷這兩個(gè)對稱點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同，故B正確；C．根據(jù)因?yàn)?，，可得，所以電場力做正功，故C錯(cuò)誤；D．正電荷在電勢高的地方電勢能大，所以正電荷在電勢高的點(diǎn)的電勢能大于在電勢低的點(diǎn)的電勢能，故D錯(cuò)誤；故選B。【題型4勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系】7．如圖，，三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，已知，，，把一個(gè)電荷量的正電荷從移到，電場力的做功為零；從移到，電場力做功為，則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向是（）A．，垂直向左 B．，垂直向右C．，垂直斜向上 D．，垂直斜向下【答案】D【詳解】把一個(gè)正電荷從A移到B，電場力做功為零，可知為等勢面，從移到，電場力做功為，則間的電勢差為根據(jù)沿電場線電勢降低，可知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)方向垂直AB斜向下，該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為故選D。8．勻強(qiáng)電場中有一與電場方向平行的扇形AOB區(qū)域，如圖所示，圓心角，半徑，其中C、D、F將圓弧AB四等分。已知，，，以下說法正確的是（

）A．電場方向沿AB連線方向B．C．電子在D點(diǎn)的電勢能為D．場強(qiáng)大小為3V/m【答案】C【詳解】A．連接AB、OC、OD、OF，交點(diǎn)分別為I、H、G，由圖可知，為等邊三角形，為等腰三角形，如圖所示由幾何關(guān)系可得AI=IG=GB即I、G為AB的三等分點(diǎn)，由于勻強(qiáng)電場電勢均勻變化，可得，將F與G連接，且連線必會(huì)過O點(diǎn)，故FGO為0V的等勢面，同理，可知DI為3V的等勢面，過A點(diǎn)作DI的垂直線，可知電場線方向沿AO方向，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，C點(diǎn)的電勢大于3V，故B錯(cuò)誤；C．D點(diǎn)的電勢為3V，則電子在D點(diǎn)的電勢能為故C正確；D．O點(diǎn)的電勢為0V，則電場強(qiáng)度大小為故D錯(cuò)誤。故選C?！绢}型5φ-x圖像】9．在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，其電場中電勢φ在x軸正半軸上分布如圖所示。下列說法正確的有（

）A．處的電勢最低、電場強(qiáng)度為零B．電量大于的電量C．為同種電荷D．電量為q的正檢驗(yàn)電荷從移到無窮遠(yuǎn)的過程中，電場力做功為【答案】A【詳解】A．由圖可知處的電勢最低，圖像的斜率表示電場強(qiáng)度，處圖像的斜率為零，則處的電場強(qiáng)度為零，故A正確；BC．根據(jù)沿電場線方向電勢降低，且處的電勢最低，則左側(cè)電場方向向右，右側(cè)電場方向向左，說明只能是異種電荷，且為正電荷，為負(fù)電荷；處場強(qiáng)為0，且距離較遠(yuǎn)，由電場的疊加原理可得，電量大于的電量，故BC錯(cuò)誤；D．電量為q的正檢驗(yàn)電荷從移到無窮遠(yuǎn)的過程中，電勢升高，電場力做負(fù)功，電場力做功為故D錯(cuò)誤。故選A。10．在x軸上自左向右分別放置電荷量為、的點(diǎn)電荷，兩電荷連線上的電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點(diǎn)的電勢為零，BD段中C點(diǎn)電勢最大，則下列判斷正確的是（

）

A．點(diǎn)P應(yīng)該有一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷B．C．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度D．將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn)，其電勢能先增大后減小【答案】B【詳解】A．由圖知從O到B電勢先不斷降低后先升高再降低，則兩個(gè)點(diǎn)電荷必定是異種電荷，且P點(diǎn)電勢為最低，可知點(diǎn)P應(yīng)該有一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)圖像切線的斜率等于電場強(qiáng)度，可知C點(diǎn)合場強(qiáng)為零，A點(diǎn)的合場強(qiáng)不等于零，則A點(diǎn)的場強(qiáng)比C點(diǎn)的大，由于C點(diǎn)與點(diǎn)電荷的的距離較近，根據(jù)，可知電荷量，故B正確，C錯(cuò)誤；D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從B移到D點(diǎn)，電勢先升高后降低，根據(jù)可知，電勢能先減小后增大，故D錯(cuò)誤。故選B?！绢}型6Ep-x圖像】11．一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖所示，其中段是關(guān)于直線對稱的直線，段是曲線，則下列說法正確的是（

）A．處的電場強(qiáng)度比處的小B．在處的電勢的關(guān)系為C．段帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．段電場強(qiáng)度方向不變，大小變化，段電場強(qiáng)度大小、方向均不變【答案】B【詳解】A．根據(jù)電勢能的變化量可知圖像的切線斜率表示電場力，則粒子在處受的電場力大于在處的，則處的電場強(qiáng)度大于處的電場強(qiáng)度，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系粒子帶負(fù)電，，可知電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，故故B正確；C．由題圖可知，段和段電場強(qiáng)度方向相反，加速度并不相同，故段粒子不是一直做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．段電場強(qiáng)度方向不變，大小不變，段圖像的切線斜率逐漸減小，故電場強(qiáng)度逐漸減小，方向不變，故D錯(cuò)誤。故選B。12．如圖，圓環(huán)均勻帶正電，沿其中心軸線建立x軸。將另一點(diǎn)電荷從圓心處沿x軸正方向移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，電場力做功為。取無窮遠(yuǎn)處為電勢能零點(diǎn)，則電荷具有的電勢能與位置坐標(biāo)x的關(guān)系圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】點(diǎn)電荷從圓心處沿x軸正方向移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，電場力做功為，由電勢能的定義可知，點(diǎn)電荷在處的電勢能又與的關(guān)系圖像的斜率的絕對值表示靜電力的大小，將圓環(huán)分成很多可以看成點(diǎn)電荷的小段，由電場疊加原理可知，處電場強(qiáng)度為零，且從向左、向右電場強(qiáng)度都變小，無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度為零。電荷從向左、向右受到的靜電力都是先增大后減小。與的關(guān)系圖像的斜率的絕對值從向左、向右都是先增大后減小。故選A?！绢}型7E-x圖像】13．某條電場線是一條直線，上邊依次有O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間距離均為d，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿電場強(qiáng)度方向建立x軸，該電場線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示。一個(gè)帶電荷量為+q的粒子，從O點(diǎn)由靜止釋放，僅受電場力作用。則（）A．若O點(diǎn)的電勢為零，則B點(diǎn)的電勢為B．粒子從O到A做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．粒子在OA段電勢能減少量等于BC段電勢能減少量D．粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為【答案】D【詳解】A．由圖可知E?x圖像所包圍的面積表示兩點(diǎn)間的電勢差大小，則由于，解得故A錯(cuò)誤；B．粒子由O到A過程電場力一直做正功，則帶正電粒子一直加速運(yùn)動(dòng)，在該過程電場強(qiáng)度增大，由牛頓第二定律可得帶電粒子做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．粒子在OA段的平均電場力小于BC段的平均電場力，則OA段的電場力做功小于BC段電場力做功，由功能關(guān)系知，粒子在OA段電勢能的變化量小于BC段變化量，或者從OA段和BC段圖像包圍的面積分析可知UOA>UBC，根據(jù)電場力做功公式W=qU和W=?ΔEp，也可得出粒子在OA段電勢能的變化量大于BC段電勢能的變化量，故C錯(cuò)誤；D．從O到B點(diǎn)過程由動(dòng)能定理，則有可得故D正確。故選D。14．某靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向，一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷只在電場力的作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，、、、四點(diǎn)間隔相等，則（）A．點(diǎn)電荷在和處電勢能相等B．點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中電勢能增加C．、兩點(diǎn)之間的電勢差大于、兩點(diǎn)之間的電勢差D．該點(diǎn)電荷由運(yùn)動(dòng)到的過程中電場力一直做正功【答案】D【詳解】A．處場強(qiáng)方向沿x軸正方向，根據(jù)沿著電場線方向電勢降低，處電勢高于處電勢﹐則電勢能不等，故A錯(cuò)誤；BD．處場強(qiáng)方向沿x軸正方向，則由運(yùn)動(dòng)到的過程中順著電場線方向移動(dòng)正點(diǎn)電荷，電場力一直做正功，正電荷的電勢能減小，故D正確，B錯(cuò)誤；C．由可知，E-x圖線與x軸所圍的面積表示電勢差，則知、兩點(diǎn)之間的電勢差小于、兩點(diǎn)之間的電勢差，故C錯(cuò)誤。故選D。【題型8電容器動(dòng)態(tài)分析】15．如圖所示，一平行板電容器兩極板水平正對，上極板M固定，下極板N放在一個(gè)絕緣的溫度敏感材料上，溫度敏感材料會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓霈F(xiàn)明顯的熱脹冷縮，給電容器充電后，N板帶有正電，一帶電微粒恰好靜止在兩極板間的P點(diǎn)。使極板與電源斷開，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（）A．電容器的電容減小 B．兩板間的電場強(qiáng)度減小C．帶電微粒的電勢能增大 D．帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】A．當(dāng)溫度升高時(shí)，溫度敏感材料由于熱脹冷縮，使得電容器兩極板間距離減小，根據(jù)可知，電容器的電容增大，故A錯(cuò)誤；BD．由于電容器與電源斷開，所以電容器所帶電荷量不變，根據(jù)可知，電容器兩極板間電壓減小，兩極板間的電場強(qiáng)度為可知，電場強(qiáng)度不變，粒子所受電場力不變，所以帶電粒子仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故BD錯(cuò)誤；C．由于P點(diǎn)到下極板的距離減小，則下極板與P點(diǎn)間的電勢差減小，而下極板的電勢始終為零，所以P點(diǎn)電勢增大，場強(qiáng)方向向上，粒子受到向上的電場力，則粒子帶正電，所以帶電微粒的電勢能增大，故C正確。故選C。16．如圖所示，電容器極板間有一可移動(dòng)的電介質(zhì)板，電介質(zhì)板與被測物體相連，被測物體到極板右邊緣的距離為x。接入電路后，通過極板上物理量的變化可確定被測物體的位置，下列說法正確的是（

）A．若x變大，則電容器的電容增大B．若x變小且電容器的電荷量不變，則電容器極板間的電壓減小C．若x變大且電容器極板間的電壓不變，則電容器的電荷量增加D．若x變大且電容器極板間的電壓不變，則有電流流向電容器的正極板【答案】B【詳解】A．變大，即拔出電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式可知電容減小，故A錯(cuò)誤；B．若變小，即插入電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式可知電容增大，電容器的電荷量不變，根據(jù)可知，電容器極板間的電壓變小，故B正確；CD．變大，即拔出電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式可在電容減小，結(jié)合可知，電壓不變，則電容器的電荷量減少，電容器放電，所以有電流流向電容器的負(fù)極，故CD錯(cuò)誤。故選B。【題型9帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線運(yùn)動(dòng)】17．如圖，在P板附近有電荷（不計(jì)重力）由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則以下解釋正確的是（）A．到達(dá)Q板的速率與板間距離和加速電壓兩個(gè)因素有關(guān)B．電壓一定時(shí)，兩板間距離越大，加速的時(shí)間越短，加速度越小C．電壓一定時(shí)，兩板間距離越大，加速的時(shí)間越長，加速度越大D．若加速電壓與電量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則到達(dá)Q板的速率變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】D【詳解】A．根據(jù)動(dòng)能定理得到達(dá)Q板的速率為可知到達(dá)Q板的速率只與加速電壓有關(guān)，與板間距離無關(guān)，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由牛頓第二定律可知兩板間距離越大，加速的時(shí)間越長，加速度越小，故BC錯(cuò)誤；D．到達(dá)Q板的速率為故若加速電壓、與電量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則到達(dá)Q板的速率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選D。18．多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是一種測量離子比荷的新型實(shí)驗(yàn)儀器，其基本原理如圖所示。從離子源A處飄出的離子初速度不計(jì)，經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個(gè)反射區(qū)和長為l的漂移管（無場區(qū)域）構(gòu)成，開始時(shí)反射區(qū)1、2均未加電場，當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時(shí)，兩反射區(qū)開始加上電場強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度足夠大，使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。當(dāng)離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時(shí)，撤去反射區(qū)的電場，離子打在熒光屏B上被探測到，可測得離子從A到B的總飛行時(shí)間。不計(jì)離子重力，已知比荷為k0的離子總飛行時(shí)間為t0，待測離子的總飛行時(shí)間為t1，兩種離子在質(zhì)量分析器中反射相同次數(shù)，則待測離子比荷為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)離子經(jīng)加速電場后的速度大小為v，有離子在漂移管中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)反射區(qū)的電場強(qiáng)度為E，離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離為x，根據(jù)動(dòng)能定理，有qU-qEx=0解得離子在加速電場中運(yùn)動(dòng)和反射區(qū)電場中每次單向運(yùn)動(dòng)均為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度大小均相等，設(shè)其為，有易知，離子在反射區(qū)的電場中運(yùn)動(dòng)路程是與離子本身無關(guān)的，所以不同離子在電場區(qū)運(yùn)動(dòng)的總路程相等，設(shè)為L1，在無場區(qū)的總路程設(shè)為L2，根據(jù)題目條件可知，離子在無場區(qū)速度大小恒為v，設(shè)離子的總飛行時(shí)間為t，有聯(lián)立，解得依題意，有聯(lián)立，解得故選A?！绢}型10帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng)】19．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，當(dāng)t=0時(shí)，將一帶電粒子在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，下列說法正確的是（

）A．帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) B．0~3s內(nèi)，電場力做的總功不為零C．2s末帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D．3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)【答案】D【詳解】由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度大小為在第2s內(nèi)加速度大小為因此帶電粒子在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)，帶電粒子速度剛好減為0且回到出發(fā)點(diǎn)；綜上分析可知，帶電粒子做周期性的往返運(yùn)動(dòng)；0~3s內(nèi)，電場力做的總功為零；1.5s末，帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)；3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)。故選D。20．如圖甲所示，某多級直線加速器由n個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，各金屬圓筒依序接在交變電源的兩極M、N上，序號(hào)為C的金屬圓板中央有一個(gè)質(zhì)子源，質(zhì)子逸出的速度不計(jì)，M、N兩極加上如圖乙所示的電壓，一段時(shí)間后加速器穩(wěn)定輸出質(zhì)子流。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e，質(zhì)子通過圓筒間隙的時(shí)間不計(jì)，且忽略相對論效應(yīng)，則（）A．質(zhì)子在各圓筒中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．質(zhì)子進(jìn)入第n個(gè)圓筒瞬間速度為C．各金屬筒的長度之比為1:：：D．質(zhì)子在各圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:：：【答案】C【詳解】A．金屬圓筒中電場為零，質(zhì)子不受電場力，做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．質(zhì)子進(jìn)入第n個(gè)圓筒時(shí)，經(jīng)過n次加速，根據(jù)動(dòng)能定理解得故B錯(cuò)誤；D．只有質(zhì)子在每個(gè)圓筒中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為時(shí)，才能保證每次在縫隙中被電場加速，故D錯(cuò)誤；C．第n個(gè)圓筒長度則各金屬筒的長度之比為1:：：，故C正確。故選C?！绢}型11帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】21．真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A，B之間有加速電場，C，D之間有偏轉(zhuǎn)電場，M為熒光屏。現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子均由A板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為，電荷量之比為，不計(jì)粒子重力，則下列說法中正確的是（）A．三種粒子打到熒光屏上的位置相同B．三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同C．偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為D．偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為【答案】A【詳解】B．加速電場的電壓為U，粒子經(jīng)過加速電場后獲得的速度大小為v，根據(jù)動(dòng)能定理有可得粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間為質(zhì)子、氘核和粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間之比為故B錯(cuò)誤；A．設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E，偏轉(zhuǎn)電場極板的板長為，粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的側(cè)移量為由上式可知y與粒子的比荷無關(guān)，即三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的軌跡相同，則離開偏轉(zhuǎn)電場中的速度方向相同，所以三種粒子打到熒光屏上的位置相同，故A正確；CD．由于三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的側(cè)移量相同，則偏轉(zhuǎn)電場的電場力對粒子做功為所以偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為故CD錯(cuò)誤。故選A。22．如圖所示，平行板電容器兩極板的間距為d，極板與水平面成60°角，a極板帶負(fù)電。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q<0）的粒子在電容器中靠近b極板處，以初動(dòng)能Ek0豎直向上射出，不計(jì)粒子重力，極板尺寸足夠大，若粒子能打到a極板，則下列說法正確的是（）A．粒子的加速度大小B．粒子的加速度大小C．兩極板間電場強(qiáng)度的大小D．兩極板間電場強(qiáng)度的大小【答案】A【詳解】AB．a(chǎn)極板帶負(fù)電，電場方向垂直于極板斜向右上方，粒子帶負(fù)電，所受電場力方向垂直于極板斜向左下方，可知粒子做類斜拋運(yùn)動(dòng)，粒子沿極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于極板方向做雙向勻變速直線運(yùn)動(dòng)，令粒子加速度大小為a，由于粒子能打到a極板，可知，當(dāng)粒子加速度取最大值時(shí)，粒子軌跡恰好與a極板相切，由于當(dāng)粒子加速度取最大值時(shí)，粒子到達(dá)a極板時(shí)，垂直于極板的分速度恰好減為0，利用逆向思維，根據(jù)速度與位移的關(guān)系式有解得可知，粒子的加速度大小故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由于電荷量為q，且有q<0根據(jù)上述，當(dāng)加速度取最大值時(shí)，極板之間的電場強(qiáng)度也取最大值，結(jié)合上述，根據(jù)牛頓第二定律有結(jié)合上述解得可知，兩極板間電場強(qiáng)度的大小故CD錯(cuò)誤。故選A?！绢}型12帶電粒子在交變電場中的拋體運(yùn)動(dòng)】23．如圖甲所示，兩平行金屬板水平放置，間距為d，金屬板長為L＝2d，兩金屬板間加如圖乙所示的電壓（U0＝，初始時(shí)上金屬板帶正電）。一粒子源射出的帶電粒子恰好從上金屬板左端的下邊緣水平進(jìn)入兩金屬板間。該粒子源能隨時(shí)間均勻發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，初速度v0＝，重力忽略不計(jì)，忽略粒子間相互影響，則（）A．能從板間飛出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B．能從板間飛出的粒子束進(jìn)入極板的時(shí)刻為＋n（n＝1，2，3，…）C．若粒子在t＝時(shí)刻進(jìn)入兩極板之間，粒子飛出極板時(shí)的偏移量y是D．若發(fā)射時(shí)間足夠長，則能夠從兩金屬板間飛出的粒子占總?cè)肷淞Ｗ訑?shù)的比例為【答案】D【詳解】A．由于粒子只受到豎直方向的靜電力作用，則粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。水平方向上不受外力，故做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故能從板間飛出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故A錯(cuò)誤；C．設(shè)粒子在兩金屬板間運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則若粒子在t＝時(shí)刻進(jìn)入兩極板之間，則它在豎直方向上先勻加速向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，有時(shí)間之后電場反向，粒子開始在豎直方向上勻減速向下運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)豎直方向運(yùn)動(dòng)的對稱性，再經(jīng)過的時(shí)間粒子豎直分速度減為零，共經(jīng)歷的時(shí)間從兩金屬板間飛出。如圖甲所示，粒子飛出極板時(shí)的總偏移量故C錯(cuò)誤；BD．由題意可知，第一個(gè)周期內(nèi)只有在0≤t<時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入才有可能飛出。假設(shè)t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間的粒子可以飛出，則飛出時(shí)偏移量為則假設(shè)不成立，t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間的粒子會(huì)打在金屬板上。若從下金屬板臨界點(diǎn)射出：在第一個(gè)周期內(nèi)設(shè)帶電粒子在t1時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間，它在豎直方向上先加速向下，在經(jīng)過Δt1時(shí)間后電場反向，開始在豎直方向減速向下，根據(jù)對稱性，再經(jīng)過Δt1時(shí)間豎直方向速度減為0，恰好從下金屬板右端飛出，則如圖甲中情形相同。可得解得則若從上金屬板臨界點(diǎn)射出：在第一個(gè)周期內(nèi)設(shè)帶電粒子在t2時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間，它在豎直方向上先加速向下，在經(jīng)過Δt2時(shí)間后電場反向，開始在豎直方向減速向下，根據(jù)對稱性，再經(jīng)過Δt2時(shí)間豎直方向速度減為0，然后加速向上直到恰好從上金屬板右端飛出，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示可得解得或（舍去）則在第一個(gè)周期內(nèi)帶電粒子不碰到金屬板而能夠飛出的入射時(shí)刻滿足可知能從板間飛出的粒子束進(jìn)入極板的時(shí)刻為（n＝1，2，3，…）則第一個(gè)周期內(nèi)能夠飛出的粒子占第一周期內(nèi)入射粒子總數(shù)的比例，與足夠長的時(shí)間內(nèi)飛出的粒子占入射粒子總數(shù)的比例相同，均為故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。24．如圖所示，一對平行金屬板長為L，兩板間距為d，兩板間所加交變電壓為，交變電壓的周期。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從平行板左側(cè)以速度沿兩板的中線持續(xù)不斷的進(jìn)入平行板之間，已知所有電子都能穿過平行板，且最大偏距的電子剛好從極板的邊緣飛出，不計(jì)重力作用．下列說法正確的是（

）A．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為B．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為C．所有電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都為TD．所有電子離開電場時(shí)的動(dòng)能都相同【答案】D【詳解】A．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在時(shí)刻側(cè)位移最大，最大側(cè)位移為，時(shí)刻進(jìn)入電場的電子的位移最大聯(lián)立求得，A錯(cuò)誤；B．時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在時(shí)刻側(cè)位移最大，最大側(cè)位移為，時(shí)刻進(jìn)入電場的電子的位移最大聯(lián)立求得，B錯(cuò)誤；C．電子在平行極板的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為，C錯(cuò)誤；D．電子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，不同時(shí)刻進(jìn)入電場的電子豎直方向分速度圖象如圖所有電子離開電場時(shí)豎直方向分速度為，速度都等于，動(dòng)能都相同，D正確。故選D。【題型13帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的圓周運(yùn)動(dòng)】25．如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中，一絕緣細(xì)線的一端固定在O點(diǎn)，另一端系一帶正電的小球，小球在只受重力、電場力、繩子的拉力作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球所受的電場力大小等于重力大小。a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示，圓上各點(diǎn)相比較，小球（）A．在最高點(diǎn)a處的動(dòng)能最小B．在最低點(diǎn)c處的機(jī)械能最小C．在水平直徑右端b處的機(jī)械能最小D．在水平直徑左端d處的機(jī)械能最小【答案】D【詳解】A．先把重力和電場力進(jìn)行合成，合力方向與水平方向夾角為45°斜向下，所以小球在b，c弧線的中點(diǎn)動(dòng)能最大，在a，d弧線的中點(diǎn)動(dòng)能最小，故A錯(cuò)誤；BCD．小球在運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做正功機(jī)械能增加，做負(fù)功機(jī)械能減少，在水平直徑右端b處的機(jī)械能最大，在水平直徑左端d處的機(jī)械能最小，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。26．如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，一長為的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端系著一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球，小球靜止在M點(diǎn)，OM與豎直方向成53°角。現(xiàn)給小球一垂直于OM的初速度v0，使其在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，AB為圓的豎直直徑，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．小球帶負(fù)電B．電場強(qiáng)度為C．小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)B時(shí)機(jī)械能最大D．小球在M點(diǎn)獲得的初速度最小值為【答案】D【詳解】A．由圖可知，小球受到的電場向左，故小球帶正電，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)受力平衡可知解得故B錯(cuò)誤；C．電場力做正功，機(jī)械能增加，故小球在圓周軌跡上的最左端時(shí)機(jī)械能最大，故C錯(cuò)誤；D．小球的等效重力設(shè)在等效最高點(diǎn)時(shí)速度為，根據(jù)牛頓第二定律等效最低點(diǎn)到等效最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理聯(lián)立解得故D正確。故選D?！绢}型14帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的能量問題】27．如圖所示，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為R。bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。空間分布有范圍足夠大的沿水平方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度。一質(zhì)量為m、電量為q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），自a點(diǎn)處從靜止開始釋放后向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能的增量為（）A．3mgR B．4mgR C．12mgR D．16mgR【答案】D【詳解】從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中解得離開c點(diǎn)后，豎直方向上，上升到最高點(diǎn)水平方向上的位移為小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)過程中電場力做功為故選D。28．如圖所示，空間有與水平方向成θ角的勻強(qiáng)電場。一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，用長L的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)。當(dāng)小球靜止時(shí)，細(xì)線恰好處于水平位置。現(xiàn)用一個(gè)外力將小球沿圓弧軌道（圖中的虛線）緩慢地拉到最低點(diǎn)，此過程小球的電荷量不變。則該外力做的功為（重力加速度為g）（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】小球在最高點(diǎn)受力平衡，如圖所示根據(jù)平衡條件，有拉力電場力對從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過程運(yùn)用動(dòng)能定理得到聯(lián)立解得故選A?！绢}型1