2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練22 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(含解析)

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1、電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)小題狂練 小題是基礎(chǔ)練小題提分快1.2019河北省邯鄲檢測(cè)使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況,正確的是()答案:B解析:帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,驗(yàn)電器上方小球帶有與金屬球相反的電荷,驗(yàn)電器的箔片上帶有與金屬球相同的電荷,B項(xiàng)正確22019江蘇省南京調(diào)研“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,忽略漏電產(chǎn)生的影響,下列判斷正確的是()A極板正對(duì)面積減小時(shí),靜電計(jì)指針偏角減小B靜電計(jì)可以用電壓表代替C靜電計(jì)所帶電荷量與平行板電容器電荷量不相等D靜電計(jì)測(cè)量的是平行板電容器所帶電荷

2、量答案:C解析:電容器帶電荷量一定,極板正對(duì)面積減小時(shí),由C知,電容器的電容減小,根據(jù)QCU可知,兩板間電勢(shì)差變大,則靜電計(jì)指針偏角變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;靜電計(jì)與電壓表、電流表的原理不同,電流表、電壓表線圈中有電流通過(guò)時(shí),指針才偏轉(zhuǎn),故不能用電壓表代替靜電計(jì),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;靜電計(jì)與電容器串聯(lián),其所帶電荷量只是很小的一部分,即小于平行板電容器的電荷量,C項(xiàng)正確;靜電計(jì)是定性反映電壓高低的儀器,不能反映平行板電容器所帶電荷量的多少,故D項(xiàng)錯(cuò)誤32019湖北省武漢月考靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小如圖所示,A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板,G為靜電

3、計(jì)開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合,靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度,為了使指針張開(kāi)的角度增大些,下列采取的措施可行的是()A斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,只將A、B分開(kāi)些B保持開(kāi)關(guān)S閉合,只將A、B兩極板分開(kāi)些C保持開(kāi)關(guān)S閉合,只將A、B兩極板靠近些D保持開(kāi)關(guān)S閉合,只將滑動(dòng)變阻器觸頭向右移動(dòng)答案:A解析:斷開(kāi)開(kāi)關(guān),電容器所帶電荷量不變,將A、B分開(kāi)一些,則d增大,根據(jù)C知,電容減小,根據(jù)U知,電勢(shì)差增大,指針張角增大,故A項(xiàng)正確;保持開(kāi)關(guān)閉合,電容器兩端的電勢(shì)差不變,則指針張角不變,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;保持開(kāi)關(guān)閉合,電容器兩端的電勢(shì)差不變,滑動(dòng)變阻器僅僅充當(dāng)導(dǎo)線功能,滑動(dòng)觸頭不會(huì)影響指針張角,故D項(xiàng)錯(cuò)誤42019廣西南寧二中、柳州高中

4、聯(lián)考工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等材料時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度,通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示的傳感器,其中A、B為平行板電容器的兩個(gè)極板,上下位置均固定,且分別接在恒壓直流電源的正負(fù)極上,當(dāng)流水線上通過(guò)的產(chǎn)品厚度增大,導(dǎo)致其對(duì)應(yīng)的相對(duì)介電常數(shù)r增大時(shí),下列說(shuō)法正確的是()AA、B兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小BA、B兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大C有電流從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì)D有電流從b向a流過(guò)靈敏電流計(jì)答案:C解析:兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)C可知當(dāng)產(chǎn)品厚度增大導(dǎo)致r增大時(shí),電容器的電容C增大,再根據(jù)QCU可知極板帶電荷量Q增加,有充電電流從a向b流過(guò),C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤52019江西省新余一中模擬(多選)

5、如圖所示為一電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的恒定電路,電壓表V的內(nèi)阻為10 k,B為靜電計(jì),C1、C2分別是兩個(gè)電容器,將開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間,下列說(shuō)法正確的是()A若C1C2,則電壓表兩端的電勢(shì)差大于靜電計(jì)兩端的電勢(shì)差B若將滑動(dòng)變阻器觸頭P向右滑動(dòng),則電容器C2上所帶電荷量增大CC1上所帶電荷量為零D再將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),然后使電容器C2兩極板間距離增大,則靜電計(jì)張角也增大答案:CD解析:由于靜電計(jì)的兩個(gè)電極是彼此絕緣的,電路穩(wěn)定后,電路中沒(méi)有電流,電壓表兩端沒(méi)有電壓,而電容器C2充電后,兩端存在電壓,所以電壓表兩端的電勢(shì)差小于靜電計(jì)兩端的電勢(shì)差,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;電路穩(wěn)定后,電容器C2兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)

6、,保持不變,將滑動(dòng)變阻器觸頭P向右滑動(dòng),電容器C2兩端的電壓不變,所帶電荷量不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于電壓表兩端沒(méi)有電壓,電容器C1沒(méi)有充電,所帶電荷量為零,故C項(xiàng)正確;將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),電容器C2所帶的電荷量Q不變,板間距離增大,電容減小,由公式C分析可知,板間電壓增大,靜電計(jì)張角增大,故D項(xiàng)正確62019江蘇省鹽城中學(xué)模擬如圖所示,一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極板間距為d,在下極板上疊放一厚度為l的金屬板,其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中,當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后,粒子P開(kāi)始運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為()A.g B.gC.g D.g答案

7、:A解析:平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連,有金屬板時(shí),板間場(chǎng)強(qiáng)可以表達(dá)為E1,且有qE1mg,當(dāng)抽去金屬板,則板間距離增大,板間場(chǎng)強(qiáng)可以表達(dá)為E2,有mgqE2ma,聯(lián)立上述可解得ag,選項(xiàng)A正確72019黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬如圖所示,平行板電容器與直流電源、理想二極管(正向電阻為零,可以視為短路;反向電阻無(wú)窮大,可以視為斷路)連接,電源負(fù)極接地,初始時(shí)電容器不帶電,閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后,一帶電油滴位于電容器極板間的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說(shuō)法正確的是()A減小極板間的正對(duì)面積,帶電油滴會(huì)向下移動(dòng),且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低B減小極板間的正對(duì)面積,帶電油滴會(huì)向上移動(dòng),且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低C將下

8、極板上移,帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng)答案:C解析:根據(jù)C及QCU知,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合并減小極板的正對(duì)面積,電容C減小,Q減小,但由于二極管具有單向?qū)щ娦裕}圖中的電容器只能充電不能放電,所以電容器所帶電荷量不變,根據(jù)公式E可得E,由此可得電場(chǎng)強(qiáng)度E變大,油滴所受電場(chǎng)力變大,則帶電油滴會(huì)向上移動(dòng),P點(diǎn)與下極板的距離不變,因E變大,則P點(diǎn)的電勢(shì)升高,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由以上分析,可知將下極板上移,極板距離減小,電容器的電容變大,電容器所帶的電荷量Q變大,電容器充電,電容器兩端的電壓等于電阻R兩端的電壓,電場(chǎng)強(qiáng)度變大,帶電油滴向上運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,由于二極管具有單向?qū)щ娦裕?/p>

9、電容器不能放電,電容器所帶電荷量Q不變,電容C不變,電壓也不變,電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變,故油滴仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)誤82019內(nèi)蒙古包鋼四中測(cè)試(多選)如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B連接一恒壓電源(未畫出),兩個(gè)質(zhì)量相等的電荷M和N同時(shí)分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn)入板間電場(chǎng),兩電荷恰好在板間C點(diǎn)相遇若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,則下列說(shuō)法正確的是()A電荷M的電荷量大于電荷N的電荷量B兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等C從兩電荷進(jìn)入電場(chǎng)到兩電荷相遇,電場(chǎng)力對(duì)電荷M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)電荷N做的功D電荷M進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小與電荷N進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相同

10、答案:AC解析:從軌跡可以看出:yMyN,故t2t2,解得,qMqN,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,電場(chǎng)力做的功為Wmv,質(zhì)量相同,電荷M豎直分位移大,豎直方向的末速度vy也大故電場(chǎng)力對(duì)電荷M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)電荷N做的功,故C項(xiàng)正確;從軌跡可以看出:xMxN,故vMtvNt,故vMvN,故D項(xiàng)錯(cuò)誤9.2019寧夏羅平中學(xué)檢測(cè)如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向左,帶正電物體沿絕緣粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為100 J,到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少到80 J,減少的動(dòng)能中有12 J轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,則它再經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大小為()A4 J B16 JC32 J D64 J答案:B解析:從A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做的

11、功為12 J,動(dòng)能減少了20 J,從A到B,根據(jù)動(dòng)能定理得,qExABfxABEk;解得從A到B過(guò)程中,克服摩擦力做的功為Wf8 J,可知克服電場(chǎng)力做的功與克服摩擦力做的功之比為3:2,則在整個(gè)過(guò)程中,克服電場(chǎng)力做的功與克服摩擦力做的功之比仍然為3:2.從B點(diǎn)到速度減為零,動(dòng)能減少量為80 J,則克服摩擦力做的功為Wf32 J,對(duì)物體從B點(diǎn)向右到返回B點(diǎn)的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理,電場(chǎng)力做的功為0,則有:2Wfmvmv,解得mv16 J,故B項(xiàng)正確10.2019四川省雅安中學(xué)模擬(多選)如圖所示,在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,系在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端,可以在豎直平面內(nèi)

12、繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)AB為圓周的水平直徑,CD為豎直直徑已知重力加速度為g,電場(chǎng)強(qiáng)度E,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則它運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度vminB若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大C若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放,它將在ACBD圓弧上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出,它將能夠到達(dá)B點(diǎn)答案:AB解析:由于電場(chǎng)強(qiáng)度E,故mgqE,則等效最低點(diǎn)在劣弧BC正中間,重力和電場(chǎng)力的合力為mg,根據(jù)mgm得小球在等效最高點(diǎn)的最小速度為v,A項(xiàng)正確;除重力和彈力外其他力做的功等于機(jī)械能的增量,若小球在豎直平面內(nèi)繞O

13、點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做的功最多,故到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大,B項(xiàng)正確;小球所受合力方向?yàn)榕c電場(chǎng)方向成45角斜向下,故若將小球在A點(diǎn)由靜止釋放,它將沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出,由于在沿劣弧AD運(yùn)動(dòng)至半徑OA轉(zhuǎn)過(guò)45的過(guò)程中,克服重力做的功大于電場(chǎng)力做的正功,故小球動(dòng)能減小,由于小球在等效最高點(diǎn)的最小速度為v,則小球不可能到達(dá)B點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤11.2019湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考(多選)如圖所示的直角坐標(biāo)系中,第一象限內(nèi)分布著均勻輻射的電場(chǎng),坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧的熒光屏間電壓為U;第三象限內(nèi)分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E.大

14、量電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的粒子,某時(shí)刻起從第三象限不同位置連續(xù)以相同的初速度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)若粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限,其他粒子均被坐標(biāo)軸上的物質(zhì)吸收并導(dǎo)走而不影響原來(lái)的電場(chǎng)分布不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用下列說(shuō)法正確的是()A能進(jìn)入第一象限的粒子,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的初始位置分布在一條直線上B到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子速度越大,入射速度方向與y軸的夾角越大C能打到熒光屏上的粒子,進(jìn)入O點(diǎn)的動(dòng)能必須大于qUD若UqU,選項(xiàng)C正確;若U,到達(dá)O點(diǎn)的粒子速度方向與y軸的夾角滿足00,即質(zhì)點(diǎn)下落到b孔時(shí)速度不為零,還有向下的速度,故C正確;斷開(kāi)S,在兩板左邊之間插入電介質(zhì),相對(duì)介電常數(shù)

15、增大,電容C增大,則U減小,由動(dòng)能定理得mg(hd)qUmv20,即質(zhì)點(diǎn)下落到b孔時(shí)速度不為零,還有向下的速度,故D正確6(多選)用輕繩拴著一質(zhì)量為m、帶正電的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),豎直面內(nèi)加有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,如圖甲所示,不計(jì)一切阻力,小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則()A輕繩的長(zhǎng)度為B小球所帶電荷量為C小球在最高點(diǎn)的最小速度為 D小球在最高點(diǎn)的最小速度為 答案:AC解析:在最高點(diǎn)時(shí),輕繩對(duì)小球的拉力、重力和電場(chǎng)力的合力提供向心力,則得FEqmg,即mv2FEqmg,由于Ekmv2,故EkF(mgEq),由圖象可知

16、,圖象斜率k,即L,故A正確;當(dāng)F0時(shí),mgEqm,mva,解得q,故B錯(cuò)誤;當(dāng)F0時(shí),重力和電場(chǎng)力的合力提供向心力,此時(shí)小球在最高點(diǎn)有最小速度,mva,解得v,故C正確,D錯(cuò)誤7.在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)線分布如圖所示,有一帶負(fù)電的微粒,從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落,并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣),在如圖所示的速度時(shí)間圖象中,符合微粒在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是()答案:A解析:帶負(fù)電的微粒,從上邊區(qū)域沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落,進(jìn)入下邊區(qū)域后,由于電場(chǎng)強(qiáng)度變大,因此所受電場(chǎng)力變大,因此微粒開(kāi)始做向下的減速運(yùn)動(dòng),等到速度為零后,又會(huì)向上加速,由于過(guò)程

17、的對(duì)稱性,等到它到達(dá)區(qū)域分界線時(shí),速度大小又達(dá)到了v0,此后進(jìn)入上邊區(qū)域,受力依然平衡因此,速度時(shí)間圖象應(yīng)該為A.8粗糙絕緣的水平地面上,有兩塊豎直平行相對(duì)而立的金屬板A、B.板間地面上靜止著帶正電的物塊,如圖甲所示,當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí),設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等),則()A在0t1時(shí)間內(nèi),物塊受到逐漸增大的摩擦力,方向水平向右B在t1t3時(shí)間內(nèi),物塊受到的摩擦力先逐漸增大,后逐漸減小Ct3時(shí)刻物塊的速度最大Dt4時(shí)刻物塊的速度最大答案:C解析:在0t1時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)力小于最大靜摩擦力,物塊靜止,靜摩擦力與電場(chǎng)力大小相等,即fqEq,隨電壓增大

18、,摩擦力增大,但是正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)同向,均向右,所以摩擦力方向水平向左,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t1t3時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)力大于最大靜摩擦力,物塊一直加速運(yùn)動(dòng),摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,由于正壓力即是物塊的重力,所以摩擦力不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t3到t4階段,電場(chǎng)力小于摩擦力,但物塊仍在運(yùn)動(dòng)且為減速運(yùn)動(dòng),故t3時(shí)刻物塊速度最大,選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤9.2019河南豫南九校質(zhì)量考評(píng)(多選)如圖所示,沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負(fù)極相連,a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔,閉合開(kāi)關(guān)S后,帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下,當(dāng)液滴穿過(guò)b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1,現(xiàn)使a板不動(dòng),在開(kāi)關(guān)S

19、仍閉合或斷開(kāi)的情況下b板向上或向下平移一小段距離,相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下,此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v2,空氣阻力不計(jì),下列說(shuō)法中正確的是()A若開(kāi)關(guān)S保持閉合,向下移動(dòng)b板,則v2v1B若開(kāi)關(guān)S保持閉合,則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2v1C若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi),向下移動(dòng)b板,則v2v1D若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi),則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2v1,C正確;若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi),向上移動(dòng)b板,則電容減小,電荷量不變,電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,從P到a的過(guò)程中,重力做的功不變,電場(chǎng)力做的功增大,v2v1,結(jié)合C項(xiàng)分析可知D錯(cuò)誤102019山東日照模擬(多選)質(zhì)量為m的帶正

20、電小球由空中A點(diǎn)無(wú)初速度自由下落t秒末,在小球下落的空間中,加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)再經(jīng)過(guò)t秒,小球又回到A點(diǎn),不計(jì)空氣阻力且小球未落地,重力加速度為g,則()A小球所受電場(chǎng)力的大小是4mgB小球回到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是mg2t2C從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離是gt2D從A點(diǎn)到最低點(diǎn),小球的電勢(shì)能增加了mg2t2答案:AC解析:小球先做自由落體運(yùn)動(dòng),然后受電場(chǎng)力和重力向下做勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為零,再向上做勻加速運(yùn)動(dòng)回到A點(diǎn)設(shè)加上電場(chǎng)后小球的加速度大小為a,規(guī)定向下為正方向,整個(gè)過(guò)程中,小球的位移為零,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式gt2gttat20,解得a3g.根據(jù)牛頓第二定律得Eqmgma,解得Eq4mg,A正

21、確;對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得EqEk0,解得Ek2mg2t2,小球回到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是2mg2t2,B錯(cuò)誤;設(shè)從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離為h,根據(jù)動(dòng)能定理mghEq0,解得hgt2,C正確;從A點(diǎn)到最低點(diǎn),電場(chǎng)力做的功WEqEqgt2mg2t2,所以從A點(diǎn)到最低點(diǎn),小球的電勢(shì)能增加了mg2t2,D錯(cuò)誤二、非選擇題11.2019北京海淀區(qū)統(tǒng)考如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,水平軌道AB連接著一圓形軌道,圓形軌道固定在豎直平面內(nèi),其最低點(diǎn)B與水平軌道平滑連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從離圓形軌道最低點(diǎn)B相距為L(zhǎng)處的C點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下沿水平軌道運(yùn)動(dòng)已知小球所受電場(chǎng)力

22、與其所受的重力大小相等,重力加速度為g,水平軌道和圓形軌道均絕緣,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電荷量q保持不變,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;(2)小球由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間t;(3)小球運(yùn)動(dòng)到與圓形軌道圓心O等高的D點(diǎn)時(shí)的速度大小vD.答案:(1)(2) (3)解析:(1)對(duì)小球,由題意可知Eqmg解得E(2)對(duì)小球,設(shè)從C到B的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律可得Eqma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得Lat2式聯(lián)立解得t(3)設(shè)圓形軌道半徑為R,對(duì)小球從C到D的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有qE(LR)mgRmv0聯(lián)立,可得vD.122019湖北孝感第一次統(tǒng)考在xOy直角坐標(biāo)系中,三個(gè)邊長(zhǎng)都

23、為2 m的正方形如圖所示排列,第象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強(qiáng)電揚(yáng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0,在第象限正方形COED的對(duì)角線CE左側(cè)CED區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),三角形OEC區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng),正方形DENM區(qū)域內(nèi)無(wú)電場(chǎng)現(xiàn)有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))從AB邊上的A點(diǎn)由靜止釋放,恰好能通過(guò)E點(diǎn)(1)求CED區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E1;(2)保持第(1)問(wèn)中電場(chǎng)強(qiáng)度不變,若在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子,要使所有粒子都經(jīng)過(guò)E點(diǎn),則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間應(yīng)滿足什么關(guān)系;(3)若CDE區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2E0,方向不變,其他條件都不變

24、,則在正方形區(qū)域ABOC中某些點(diǎn)靜止釋放與上述相同的帶電粒子,要使所有粒子都經(jīng)過(guò)N點(diǎn),則釋放點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y間又應(yīng)滿足什么關(guān)系答案:(1)4E0(2)yx(3)y3x4解析:(1)設(shè)帶電粒子出第象限電場(chǎng)時(shí)速度為v,在第象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得E0qLmv2,其中L2 m,要使帶電粒子通過(guò)E點(diǎn),在第象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),豎直方向位移為y,設(shè)水平位移為x0,則y2,因CEO45,即x0y2 m,解得E14E0.(2)設(shè)坐標(biāo)為(x,y),帶電粒子出第象限電場(chǎng)時(shí)速度為v1,在第象限電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得E0qxmv,要使帶電粒子過(guò)E點(diǎn),在第象限電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),豎直方向位移為y,水平方向位移也為y,則y2,解得yx.(3)如圖所示為其中一條軌跡圖,帶電粒子從DE出電場(chǎng)時(shí)與DE交于Q,進(jìn)入CDE電場(chǎng)后,初速度延長(zhǎng)線與DE交于G,出電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線交于P點(diǎn),設(shè)在第象限出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),由圖可知,在CDE中帶電粒子的水平位移為y,設(shè)偏轉(zhuǎn)位移為y,則y2,而,其中GP,NE2 m,在第象限加速過(guò)程中,E0qxmv,解得y3x4.19

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