专题25 带电体在电场中的运动----2022年高考物理一轮重难点复习(解析版)

专题25 带电体在电场中的运动

重点知识讲解 带电体在电场中的运动 1、在复合场中的研究方法 （1）牛顿运动的定律+运动学公式 （2）能量方法：能量守恒定律和功能关系 动量方法：动量守恒定律和动量定理 2、电场中的功能关系：

（1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。

（2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。 （3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 （4）电场力做功的计算方法 ①由公式cos W

Fl θ=计算，此公式只在匀强电场中使用，即cos W qEl θ=。

②用公式AB AB W qU =计算，此公式适用于任何形式的静电场。

③静电场中的动能定理：外力做的总功（包括电场力做的功）等于动能的变化。 由动能定理计算电场力做的功。 典型例题精析

1．（2021·新疆高三二模）如图所示，匀强电场电场强度为E ，方向斜向右上方，与水平方向夹角60θ=︒。

质量为m 、电荷量(31)2mg

q E

-=

的带正电小球以初速度0v 开始运动，初速度方向与电场方向一致，现欲

使小球做匀加速直线运动，需对小球施加一个恒定外力F ，F 的取值范围为（ ）

A ．4

mg

F >

B ．2

mg

F >

C ．22

F mg >

D ．2F mg >

【答案】C

【详解】

将外力F 分解为垂直电场线方向的F 1和平行于电场线方向的F 2，在垂直电场线方向上合力为零，则

11cos 602

F mg mg =︒=

在平行电场线方向上合外力沿着电场线方向，有

2sin 600F F mg F qE +-︒>=电电，

解得

212

F mg >

所以，外力为

22122

2

F F F mg =+=

故选C 。

2．（2021·全国高三专题练习）用绝缘材料制成的半径为R 的管形圆环竖直放置，圆管内壁光滑，空间有平行圆环平面的匀强电场，质量为m 的带电荷量大小为q 的两个小球以速度v 先后进入管中，小球直径略小于管内径，两小球在管中均恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g ，不考虑两小球进入圆管前的相互作用，小球在管中运动过程中电荷量不变，圆环半径远大于圆管内径，则下列说法不正确的是（ ）

A ．两小球一定带同种电荷

B ．两球进入管中的最短时间差为

v

R

π C ．两球进入管中的速度必须大于某个不为零的值 D ．两球均在圆环中运动时整个系统机械能不变 【答案】C 【详解】

A ．两球均在管中做匀速圆周运动时必须满足两个条件，①匀强电场的电场力做的功与重力做的功的代数和总为0；②两球连线总经过圆环圆心．满足①时两球一定带同种电荷，且

qE mg =

故A 正确；

B ．满足②时路程差等于圆环半个周长或半个周长的奇数倍，因此进入管中的时间差

()

()210,1,2...R

t n n v

π∆=+=

当0n =时两球进入管中的时间差最短，且最短时间差

min R

t v

π∆=

故B 正确；

C ．由于qE mg =，所以在管内做匀速圆周运动的条件是0v >，故C 错误；

D ．两小球总在某直径的两端，除重力外的其他外力做功的代数和总为0，因此机械能不变，故D 正确． 本题选择错误选项，故选C 。

3．（2021·全国高三月考）如图所示，真空中竖直固定一表面粗糙的金属板，其正前方固定一个带正电的点电荷Q ，OQ 垂直于金属板，已知OM =ON 。一表面绝缘带正电的小滑块（可视为试探电荷且不影响原电场）从金属板上端的M 点由静止释放，运动到N 点的过程中，下列说法不正确的是（ ）

A ．小滑块在M 、N 点的加速度相同

B ．小滑块的电势能不变

C ．小滑块在OM 段和ON 段摩擦力做的功一定相等

D ．小滑块的速度一定一直增大

【答案】D 【详解】

A ．由于静电感应，金属板处于静电平衡状态，金属板表面是一个等势面，在M 、N 两点场强和电势相等，

周围的电场如图所示，小滑块在M 、N 两点的受力为重力、电场力、摩擦力和支持力，由图可知，小滑块在M 、N 两点的合外力相同，故加速度也相同，A 不符合题意；

B ．电场线垂直于金属板，电场力不做功，小滑块在M 、N 两点的电势能相同，B 不符合题意；

C ．根据对称性可知，摩擦力在OM 段和ON 段做的功相等，C 不符合题意；

D ．在OM 段，由于

N f F μ=

N 2=qQ F F k

r

=电 所以摩擦力与重力的大小关系可能为∶重力先大于摩擦力后小于摩擦力故速度可能先增大后减小再增大，D 符合题意。 故选D 。

4．（2021·重庆市江津中学校高三其他模拟）如图所示，一平行板电容器的两极板A 、B 水平放置，A 在上方，B 在下方，上极板A 接地，电容器、理想的二极管、开关S 与电源相连，已知A 和电源正极相连，理想二极管具有单向导电性。现将开关S 闭合，位于A 、B 两板之间P 点的带电粒子恰好处于静止状态。下列说法正确的是（ ）

A ．断开开关S ，将A 板向上移动一小段距离，带电粒子将向下移动

B ．断开开关S ，将A 板向左移动一小段距离，用电压表测量A 、B 两板间的电压，电压值始终不变

C ．保持开关S 闭合，将B 板向左移动一小段距离，二极管两端电压（绝对值）不变

D ．保持开关S 闭合，将B 板向上移动一小段距离，带电粒子将向上移动 【答案】D 【详解】

A ．若将开关S 断开，电容器带电荷量Q 保持不变，根据

Q

C U =

，4r S C kd επ=，U E d

= 得

4r k S

E Q

πε=

电场强度E 与距离d 无关，则将A 板上移一小段距离，电场强度E 不变，粒子不动，故选项A 错误； B ．若断开开关S ，将电压表测量两板间电压，构成通路，电容器将会放电，最终电压表无示数，故选项B 错误；

C ．开关S 闭合，将B 板向左移动，电容器两板间的正对面积S 减小，根据

4r S

C kd

επ=

得，电容C 减小，再根据

Q C U

=

得，电容器带的电荷量应减小，但是由于二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，则电容器带的电荷量Q 仍然保持不变，可得两极板间的电场强度

4r k S

E Q

πε=

S 减小，E 增大，根据电路中的电压关系，二极管和电容器的电压之和为电源电动势，电场强度增大时，电容器两板间电压也随之增大，则二极管两端（与电容器两端电压反向）电压变大，故选项C 错误； D ．开关S 闭合，电容器两极板间的电压U 保持不变，将B 板向上移动，两极板间距离d 减小，根据电场强度

U E d

=

得，E 增大，电场力大于重力，带电粒子将向上移动，选项D 正确； 故选D 。

5．（2021·上海高三二模）为使点电荷q 在匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到B ，必须对该电荷施加一个

恒力F ，如图所示，若AB =0.4m ，α=37°，q =－3×10-7C ，F =1.5×10-4N ，A 点的电势φA =100V （不计电荷的重力），则电荷q 由A 到B 电势能的变化量为___________J ；B 点的电势φB =___________V 。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【答案】4.8×10-5 J -60 V 【详解】

[1] 电荷q 在匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到B ，受力如图

则有

F qE =

则电荷q 由A 到B 电势能的变化量

5co .810J s 4W qE AB εα--=⨯∆==电

[2]电势能的变化

B A q q ϕεϕ∆-=

所以

60V B A q

ϕϕε

+=-∆=

6．（2020·上海市松江二中高三月考）将两个质量均为m ，带电量分别为+q 、﹣q 的小球A 、B 用两段长度均为L 的绝缘细线相连，并悬挂于O 点，如图（a ）所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每

个小球所受的电场力大小为其重力的

3

4

倍，整个装置再次平衡时，状态如图（b ）所示。则此时OA 线的拉力大小为_____；整个过程中小球B 的电势能减少了_____。

【答案】2mg 9

20

mgL 【详解】

[1][2]对两个小球受力分析如图

由图可知

1cos T mg T θ=+

12T T =

根据平行四边形定则可知

254

T mg =

由几何关系可知

4cos 5

θ=

联立以上等式可得

2T mg =

因此，球B 水平位移为

3

sin 5

x L L θ==

根据

p 3

4

E W mg x ==

⋅安 联立解得

p 9

20

E mgL =

7．（2021·江苏高三专题练习）如图所示，质量分别为5m 和m 的P 、Q 两球通过长均为l 的细线悬挂，其中两球带有相同电荷，电量为+q ，整个装置置于水平向右的匀强电场中。系统静止时，两球偏离竖直方向的角度分别为300和600，现用一个外力使P 球沿圆弧缓慢运动到左侧对称位置（库仑力远小于mg ，可忽略）。求：

（1）匀强电场的场强E 和外力所做的功W ；

（2）欲使小球P 静止于最低点，所需加外力的最小值；

（3）若P 、Q 所带电量分别为－7q 和+q ，请画出系统在没有外力作用时静止的图形，标出两绳与竖直方向的夹角。并说明：若考虑两球间的库仑力，对系统静止时的图形有无影响。

【答案】（1）3；（2）0

2

v ；（3）见解析 【详解】

(1)对Q 分析，有

tan60Eq mg ︒＝

E 2W Eq l =⋅

所以

W ＝

(2)整体受力分析，整体所受电场力与重力的合力为

F =合

方向与竖直方向成30°，则有

min sin302

v F F ︒==

合 （3）电场强度为

E 两球看成一个整体，整体受重力6mg 、电场力

6qE q == 和拉力，则由

tan 6mg

θ=

=

则OP 与竖直方向的夹角为60°，Q 受电场力

Q F qE ==

P 对Q 的库仑力F 1、绳的拉力F 2和重力，则有

1212()cos ()sin F F mg F F αα+=+=

可得

tan α=

则

α=60°

如图所示

所以即使考虑两球间的库仑力，对系统静止时的图形也无影响。

8．（2021·浙江绍兴市·高三二模）如图所示，AC 水平轨道上AB 段光滑，BC 段粗糙，且L BC =2m ，CDF 为竖直平面内半径为R =0.2m 的光滑半圆轨道，两轨道相切于C 点，CF 右侧有电场强度E =1.5×

103N/C 的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与带负电滑块P 接触但不连接，弹簧原长时滑块在B 点。现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P 运动到F 点瞬间对轨道压力为2N 。已知滑块P 的质量为m =200g ，电荷量为q =-1.0×10-3C ，与轨道BC 间的动摩擦因数为μ=0.2，忽略滑块P 与轨道间电荷转移。

（1）求滑块从F 点抛出后落点离C 的距离： （2）求滑块到C 点时对轨道的压力

（3）欲使滑块P 沿光滑半圆轨道CDF 运动时不脱离圆弧轨道，求弹簧释放弹性势能大小取值范围。

【答案】（1）0.42m x =；（2）14N NC F =；（3） 1.95p E J '≥， 1.2p E J '≤ 【详解】 （1）C 点时

2

F

NF

v F mg m R

+=

得

2m /s F v =

根据

得

t =

F x v t =

得

x =

（2）根据动能定理

22

11222

F C mg R mv mv -⋅=-

得

/s c v = 2

C

NC

v F mg m R

-=

求得

14N NC F =

根据牛顿运动定律可知对轨道的压力为14N ，方向竖直向下

（3）如图丙所示，由条件可得等效重力 2.5N mg '=，设方向与竖直方向夹角为θ，则有：

tan Eq mg

θ=

可得：

37θ=︒

M 、N 两点分别为物理最高点和圆心等高点。

Ⅰ.要使小球P 沿半圆轨道运动到M 点时不与轨道分离，可得：

21

M

v mg m R ≤'

可得：

2222.5m /s M v =

小球从压缩时到M 点的过程中，由动能定理得：

()2111cos 2

P BC M E mgL mg R mv 'μθ--+=

' 联立可得：

1.95J P E '=

ⅠⅠ.小球在圆心等高点（N 点）的最小速度为零，所以：

1cos 0p BC E mgL mg R μθ-''-=

得

1.2J p E '=

所以要使小球P 沿光滑半圆轨道CDF 运动时不脱离圆弧轨道

1.95J p E '≥ ， 1.2J p E '≤

9．（2021·全国高三专题练习）如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A 连接在一起，下端固定在斜面上，盒子A 放在倾角为30θ

=的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长

的金属圆球B 恰好能放在盒内，小球电荷量4

210C q -=⨯，整个装置于沿斜面向下匀强电场E 中。已知匀强电场场强4110N/C E ⨯=，弹簧劲度系数为100N/m k =，盒子A 和金属圆球B 质量为A B 0.5kg m m ==，将A 沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长7cm ，从静止释放盒子A ，A 和B 一起在斜面上做简谐振动，g 取210m/s ，求： （1）盒子A 的振幅； （2）金属圆球B 的最大速度；

（3）盒子运动到最低点时，盒子A 对金属圆球B 的作用力大小。（最后结果可保留根号）

【答案】（1）14cm ；（2）1.4m/s ；（3151N 。 【详解】

（1）振子在平衡位置时，所受合力为零1，设此时弹簧被压缩Δx ，根据平衡条件有

()sin A B m m g qE k x θ++=∆

解得

7cm x ∆=

释放时振子处在最大位移处，故振幅为

7cm 7cm 14cm A =+=

（2）因开始时弹簧的伸长量等于振子在平衡位置的压2缩量，故弹性势能相等，从开始位置到平衡位置，由能量守恒定律有

()()21sin 2

A B A B m m gA EqA m m v θ+⋅+=+

解得

1.4m/s v =

（3）在最高点，由牛顿第二定律有

2sin 14m/s A B A B

k x m m g Eq

a m m θ∆+++=

=+高（）

由振动对称性

214m/s a =低

A 对

B 的作用力的大小

cos 11.5N NAB B B F m a m g qE θ=++=高

方向沿斜面向上 垂直斜面

53

cos 602

AB

B F m g '==

A 对

B 作用力为

F == 10．（2021·河北省唐县第一中学高三月考）如图所示，质量为m 、电荷量为+q 的带电小球（视为质点）用不可伸长的绝缘轻绳悬挂在O 点正下方的A 点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从A 点由静止释放后，到达最高点B ，已知OA 和OB 间的夹角θ=60°，绳长为L ，重力加速度大小为g ，不计空气阻力。求：

（1）电场强度E 的大小；

（2）小球速度最大时所受的拉力大小F 。

【答案】（1）3mg

E =；（2）2(31)

F mg = 【分析】

本题考查电场、动能定理，目的是考查学生的分析综合能力。 【详解】

（1）小球由A 运动到B 的过程中，由动能定理有

sin (1cos )qEL mgL θθ=-

解得

33mg

E q

=

（2）当重力和电场力的合力与拉力共线时，即当=30α时小球速度最大，在该处，由动能定理

21

sin -(1cos )=2

qEL mgL mv αα-

由牛顿第二定律有

2

cos sin mv F mg qE L

αα--= 解得

2(31)F mg =

高考一轮微专题训练【25】带电粒子在复合场中的运动(含答案)

微专题训练25 带电粒子在复合场中的运动 1．(2018·龙岩检测)(单选)如图1所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是( )． 图1 A．若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动 B．若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动 C．若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动 D．若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动 解析P处于静止状态，带负电荷，mg＝qE，若仅撤去磁场，P仍静止，A错；仅撤去电场，P向下加速，同时受到洛伦兹力，将做复杂的曲线运动，B错；给P一初速度，垂直磁场方向，因mg＝qE，P只受洛伦兹力作用，将做匀速圆周运动，C错、D对． 答案 D 2．(2018·重庆卷，5)(单选)如图2所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为 B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的 低、由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )． 图2 A. IB |q|aU ，负 B. IB |q|aU ，正 C. IB |q|bU ，负 D. IB |q|bU ，正 解析由于上表面电势低，根据左手定则判断出自由运动电荷带负电，排除B、D两项．电荷稳定时，所受 电场力和洛伦兹力平衡，|q|U a ＝|q|vB① 由电流的微观表达式知：I＝|q|nSv＝|q|nabv②

由①②联立，得n ＝IB |q|bU ，故选项C 正确． 答案 C 3．(单选)速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图3所示，其中S 0A ＝2 3 S 0C ， 则下列相关说法中正确的是 ( )． 图3 A ．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B ．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 C ．能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于E B 2 D ．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2 解析 由左手定则可判定甲束粒子带负电，乙束粒子带正电，A 错；粒子在磁场中做圆周运动满足B 2qv ＝m v 2 r ， 即q m ＝v B 2r ，由题意知r 甲

专题25 带电体在电场中的运动----2022年高考物理一轮重难点复习(解析版)

专题25 带电体在电场中的运动 重点知识讲解 带电体在电场中的运动 1、在复合场中的研究方法 （1）牛顿运动的定律+运动学公式 （2）能量方法：能量守恒定律和功能关系 动量方法：动量守恒定律和动量定理 2、电场中的功能关系： （1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。 （2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。 （3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 （4）电场力做功的计算方法 ①由公式cos W Fl θ=计算，此公式只在匀强电场中使用，即cos W qEl θ=。 ②用公式AB AB W qU =计算，此公式适用于任何形式的静电场。 ③静电场中的动能定理：外力做的总功（包括电场力做的功）等于动能的变化。 由动能定理计算电场力做的功。 典型例题精析 1．（2021·新疆高三二模）如图所示，匀强电场电场强度为E ，方向斜向右上方，与水平方向夹角60θ=︒。 质量为m 、电荷量(31)2mg q E -= 的带正电小球以初速度0v 开始运动，初速度方向与电场方向一致，现欲 使小球做匀加速直线运动，需对小球施加一个恒定外力F ，F 的取值范围为（ ） A ．4 mg F > B ．2 mg F > C ．22 F mg > D ．2F mg > 【答案】C

【详解】 将外力F 分解为垂直电场线方向的F 1和平行于电场线方向的F 2，在垂直电场线方向上合力为零，则 11cos 602 F mg mg =︒= 在平行电场线方向上合外力沿着电场线方向，有 2sin 600F F mg F qE +-︒>=电电， 解得 212 F mg > 所以，外力为 22122 2 F F F mg =+= 故选C 。 2．（2021·全国高三专题练习）用绝缘材料制成的半径为R 的管形圆环竖直放置，圆管内壁光滑，空间有平行圆环平面的匀强电场，质量为m 的带电荷量大小为q 的两个小球以速度v 先后进入管中，小球直径略小于管内径，两小球在管中均恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g ，不考虑两小球进入圆管前的相互作用，小球在管中运动过程中电荷量不变，圆环半径远大于圆管内径，则下列说法不正确的是（ ） A ．两小球一定带同种电荷 B ．两球进入管中的最短时间差为 v R π C ．两球进入管中的速度必须大于某个不为零的值 D ．两球均在圆环中运动时整个系统机械能不变 【答案】C 【详解】

高中物理-动量守恒定律 带电体在电场中运动练习

高中物理-动量守恒定律带电体在电场中运动练习 1．两块高度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为m A＝2kg， m B＝0.9kg。它们的下底面光滑，但上表面粗糙。另有一质量m c＝0.1kg的物体C(可视为质点)以v C＝10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，物体C最后停在B上，此时B、C的共同速度v＝0.5m/s,求木块A的速度为多大？【答案】 V A=0.25m/s 2．如图所示，在高为h=5cm的平台右边缘上，静止放置一质量为M=3kg的铁块，现有一质量为m=1kg 的钢球以v0=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间发生正碰被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为l=2m。求碰撞过程中产生的热量（不计空气阻力，铁块和钢球均可以看做质点）【答案】24 J （3分） 3.如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M1=1kg，车上另有一个质量为m=0.2kg的小球。甲车静止在平面上，乙车以V0=8m/s的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M2=2kg，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上) 【答案】25m/s 甲 乙

E B A P 4.有一个带电量q ＝3×10－6C 的点电荷，从某电场中的A 点移到B 点，电荷克服静电力6×10－4 J 的功，从B 点移到C 点，静电力对电荷做9×10-4 J 的功，【答案】1）100V(2）J 4 10 6-?- 问：(1)AC 间电势差为多少？ (2)如以B 点电势为零，则A 点的电势为多少？电荷在A 点的电势能为多少？ 5.如图所示，水平桌面处有水平向右的匀强电场，场强大小E ＝2?104 V/m ，A 、B 是完全相同的两个小 物体，质量均为m ＝0.1kg ，电量均为q ＝2?10－5 C ，且都带负电，原来都被按在桌面上的P 点。现设法使A 物体获得和电场E 同方向的初速v A 0＝12m/s ，A 开始运动的加速度大小为6m/s 2 ，经t ?时间后，设法使B 物体获得和电场E 同方向的初速v B 0＝6m/s （不计A 、B 两物体间的库仑力，运动过程中A,B 的带电量不发生改变）。【答案】(1).0.2N (2).4.8J (3).4s 求： (1)小物体与桌面之间的阻力f 为多大？ (2)在A 未与B 相遇前，A 电势能增量的最大值； (3)如果要使A 尽快与B 相遇，t ?为多大？（13-18班做） 6．如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一个质量为m 带负电的小球从斜轨道上的A 点由静止滑下，小球通过半径为R 的圆轨道顶端的B 点时恰好．．不落下来。已知轨道是光滑而又绝缘的，且小球的重力是它所受的电场力2倍。求： （1）A 点在斜轨道上的高度h 为多少？【答案】52 R h = （2）小球运动到最低点时对轨道压力为多少？【答案】N=3mg

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含问题详解)

带电粒子在电磁场中的运动 [P 3.]一、考点剖析： 带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多，它与运动学、动力学、功和能、动量等知识联系紧密，加之电场力的大小、方向灵活多变，功和能的转化关系错综复杂，其难度比力学中的运动要大得多。 带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富，解决问题所用的知识综合性强，很适合对能力的考查，是高考热点之一。带电粒子在磁场中的运动有三大特点：①与圆周运动的运动学规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有关，呈现灵活多变的势态。 因以上三大特点，很易创造新情景命题，故为高考热点，近十年的高考题中，每年都有，且多数为大计算题。 带电粒子在电磁场中的运动: 若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场，则使粒子的受力情况复杂起来；若不同时不同区域存在，则使粒子的运动情况或过程复杂起来，相应的运动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。 该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材，为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题热点之一。 [P 5.]二、知识结构

d U UL v L md qU at y 加421212 2 022= ??==L y dU UL mdv qUL v at v v tan y 222000 = ====加φ [P 6.]三、复习精要： 1、带电粒子在电场中的运动 (1) 带电粒子的加速 由动能定理 1/2 mv 2=qU (2) 带电粒子的偏转 带电粒子在初速度方向做匀速运动 L =v 0t t=L/ v 0 带电粒子在电场力方向做匀加速运动F=q E a =qE/m 带电粒子通过电场的侧移 偏向角φ (3)处理带电粒子在电场中的运动问题的一般步骤： ①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等 ②分析带电粒子的初始状态及条件，确定粒子作直线运动还是曲线运动 ③建立正确的物理模型，进而确定解题方法 ④利用物理规律或其它解题手段（如图像等）找出物理量间的关系，建立方程组 2、带电粒子在磁场中的运动 带电粒子的速度与磁感应线平行时，能做匀速直线运动； t

高考物理复习专题七 电场及带电粒子(带电体)在电场中的运动单元练习题(含详细答案)

高考物理复习专题七电场及带电粒子（带电体）在电场中的运动 一、单选题 1.如图甲所示，Q1，Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a，b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，粒子经过a，b两点时的速度分别为va，vb，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是() A．Q2一定带负电 B．Q2的电量一定大于Q1的电量 C．b点的电场强度一定为零 D．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大 2.如图所示，在一个真空环境里，有一个空心导体球，半径为a，另有一个半径为b的细圆环，环心与球心连线长为L(L>a)，连线与环面垂直，已知环上均匀带电，总电荷量为Q.当导体球接地时(取无穷远处电势为零，与带电量为q的点电荷相距r处电势为φ＝k，k为静电力恒量)，下列说法正确的是() A．球面上感应电荷量为q感＝－ B．球面上感应电荷量为q感＝－ C．感应电荷在O点的场强为E感＝k

D．感应电荷在O点的场强为E感＝k 3.如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足。下列说法正确的是（） A．若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定相等 B．若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的 C．若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同 D．若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比是最大的 4.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势差相等．A，B，C为电场中的三个点，且AB＝BC，一个带正电的粒子从A点开始运动，先后经过B，C两点，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是() A．粒子在A，B，C三点的加速度大小关系aA>aB>aC B．粒子在A，B，C三点的动能大小关系E kC>E kB>E kA C．粒子在A，B，C三点的电势能大小关系E pC>E pB>E pA D．粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等 5.如图实线为电场中一条竖直的电场线，有一质量为，电量为的小球，由该直线上A点静止

2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：带电粒子在电场中运动

2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：带电粒子在电场中运动 一、单选题(共4题；共8分) 1．（2分）（2022·浙江）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M 、N 间存在匀强电场，板 长为L （不考虑边界效应）。t=0时刻，M 板中点处的粒子源发射两个速度大小为v 0的相同粒子，垂直M 板向右的粒子，到达N 板时速度大小为 √2v 0 ；平行M 板向下的粒子，刚好从N 板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则（ ） A ．M 板电势高于N 板电势 B ．两个粒子的电势能都增加 C ．粒子在两板间的加速度为 a =2v 02 L D ．粒子从N 板下端射出的时间 t =（√ 2−1）L 2v 0 【答案】C 【解析】【解答】A ．题中没有给出带电粒子的正负，无法确定两板间的电场强度方向，故无法判断 M 板和N 板的电势高低，故A 错误； B ．根据题意粒子到达N 板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小，故B 错误； C ．因为粒子到达N 板时速度为√2v 0，则粒子垂直金属板方向的速度为v 0由匀变速直线运动规律可得a =2v 02 L ，故C 正确。 D.粒子在垂直金属板方向做匀加速直线运动，则L =12at 2，解得t =L 2v 0 ，故D 错误。 故答案为：C 。 【分析】根据带电粒子在匀强电场中的受力特点，以及带电粒子在电厂中做类平抛运动的相关规律进行分析求解。 2．（2分）（2022·全国甲卷）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（ xOy 平面） 向里，电场的方向沿y 轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O 由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（ ）

备战2020高考物理-高三第一轮基础练习：带电粒子在电场中的运动(含答案)

备战2020高考物理-高三第一轮基础练习：带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1.如图所示为示波管的工作原理图，电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d，电压为U2,板长为L，每单位电压引 起的偏移叫做示波管的灵敏度.为了提高灵敏度，（） A. 减小d B. 减小L C. 增大U1 D. 增大U2 2.如图，电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直进入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（） A. U1变大，U2变大 B. U1变小，U2变大 C. U1变大，U2变小 D. U1变小，U2变小 3.如图所示，水平放置的两平行金属板间有一竖直方向匀强电场，板长为L，板间距离为d，在距极板右端L处有一竖直放置的屏M，一带电量为q，质量为M的质点从两板中央平行于极板射入电场，最后垂直打在M屏上。以下说法中正确的是（） A. 质点打在屏的P点上方，板间场强大小为2mg/q B. 质点打在屏的P点上方，板间场强大小为mg/q C. 质点打在屏的P点下方，板间场强大小为2mg/q D. 质点打在屏的P点下方，板间场强大小为mg/q 4.如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点。则下列说法正确的是( ) A. 三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B. 三个液滴的运动时间不一定相同 C. 三个液滴落到底板时的速率相同 D. 液滴C所带电荷量最多

2022年高考物理总复习讲义：带电粒子在电场和重力场中运动的极值问题

带电粒子在电场和重力场中运动的极值问题 近日，在静电场的复习中遇到这样一类同学们普遍感觉困难的问题复合场问题，现收集整理如下，供下次教学时参考。 1.在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示.小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力.求： (1)小球水平位移x1与x2的比值； (2)小球落到B点时的动能E kB. (3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能E kmin 试题解析：(1)如图所示,带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动,竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动,故从A到M和M到B的时间相等,则x1:x2＝1:3 (2)小球从A到M,水平方向上电场力做功W电=6J,则由能量守恒可知,小球运动到B点时的动能为E k=E k0+4W电=32J (3)由于合运动与分运动具有等时性,设小球所受的电场力为F,重力为G,则有:

由右图可知, 则小球从A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效G’垂直,即图中的P点,故. 2.如图所示，一足够长的斜面倾斜角度为，现有一个质量为0.4kg，带电荷量的小球以初速度v0=5m/s从斜面上A点竖直向上抛出。已知斜面所在的整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为，重力加速度g=10m/s2。试求： (1)小球在空中运动过程中速度的最小值； (2)小球相对A所在水平面上升的最大高度H和小球再次落到与A在同一水平面的B点(图上未标出)时，小球距离A点的距离L AB； (3)小球再次落到斜面上时，速度方向与水平向右电场方向夹角的正切值。 (4)小球在空中运动过程中距离斜面最远的距离d

山师附中2022届新高考物理一轮专题复习-带电粒子在电场中运动的临界问题

2022届高三物理强化练习：带电粒子在电场中运动的临界问题 一、单选题 1.如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM与光滑绝缘水平面平滑连接(不考虑滑块经过M 点的能量损失)，倾角θ=37°，斜面和水平面所在空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度E=103N/C.现有质量为m=1kg，带电量为q=2.0×10−3C的带正电的小滑块(可视为质点)从O点由静止释放恰好滑至水平面的N点．(g取 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，则OM与MN的长度之比为() A. 2:5 B. 3:5 C. 1:1 D. 2:3 2.如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为 理想二极管，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至 小孔N处。下列说法正确的是 A.若仅将B板下移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 B. 若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出 C. 若仅将R的滑片上移，带电小球会运动至N处 D. 若仅断开开关S，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 3.如图所示，水平向右且范围足够大的匀强电场空间内，一质量为m的带电小球，通 过一长度为l的不可伸长的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上O点，静止时轻绳与竖直方向夹角为θ。现用外力将小球缓慢移到O点正下方B点，然后撤去外力，将小球由静止开始无初速度释放。小球运动过程中轻绳始终绷直，已知θ为锐角，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确是() A.外力对小球做功为0 B. 小球运动到A点时机械能最大 C. 小球到达最高点时轻绳的拉力大小为mg D. 小球运动过程中速度最大值为√2gl(1−cosθ)

2022年高考物理(新课标)总复习配套讲义：第40课时 带电粒子在电场中的运动 Word版含解析

第40课时 带电粒子在电场中的运动(重点突破课) [基础点·自主落实] [必备学问] 一、带电粒子在电场中的直线运动 1．是否考虑粒子重力 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的示意以外，一般都不考虑重力(但并不忽视质量)。 (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的示意以外，一般都不能忽视重力。 2．常见两种分析思路 (1)运动和力的关系：依据带电粒子受到的电场力，用牛顿其次定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动状况。此方法只适用于匀强电场。 (2)动能定理：依据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解，此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 1．运动状况 (1)条件分析：不计重力的带电粒子垂直于电场线方向飞入匀强电场。 (2)运动特点：类平抛运动。 (3)处理方法：利用运动的合成与分解。 ①沿初速度方向：做匀速直线运动。 ②沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。 2．基本规律 设粒子带电荷量为q ，质量为m ，两平行金属板间的电压为U ，板长为l ，板间距离为d (忽视重力影响), 则有 (1)加速度：a ＝F m ＝qE m ＝qU md 。 (2)在电场中的运动时间：t ＝l v 0。 (3)速度⎩⎪⎨⎪⎧ v x ＝v 0 v y ＝at ＝qUl m v 0d v ＝ v x 2＋v y 2，tan θ＝v y v x ＝qUl m v 02d 。 (4)位移⎩⎪⎨⎪ ⎧ l ＝v 0t y ＝12at 2＝qUl 2 2m v 02d [小题热身] 1．(多选)一个只受电场力的带电微粒进入匀强电场，则该微粒的( ) A ．运动速度必定增大 B ．动能可能减小 C ．运动加速度确定不为零 D ．肯定做匀加速直线运动 解析：选BC 带电微粒在电场中只受电场力作用，加速度不为零且恒定，C 对。微粒可能做匀变速直线运动或匀变速曲线运动，D 错。微粒做匀加速直线运动时，速度增大，动能变大；做匀减速直线运动时，速度、动能均减小，A 错，B 对。 2.(多选)如图所示为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U 1 的加速电场后以速度v 0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h ，两平行板间的距离为的偏转量 h U 2 )d ，电势差为U 2，板长为L ，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起可实行的方法是( ) A ．减小两板间电势差U 2 B ．尽可能使板长L 短些 C ．尽可能使板间距离d 小一些 D ．使加速电压U 1减小一些 解析：选CD 电子的运动过程可分为两个阶段，即加速和偏转。 加速过程：eU 1＝1 2 m v 02， 偏转过程：L ＝v 0t ，h ＝1 2at 2＝eU 22md t 2 综合得h U 2＝L 2 4U 1d ，因此要提高灵敏度则需要：增大L 或减小U 1或减小d ，故答案应选C 、D 。 [提能点·师生互动] 提能点(一) 带电粒子在电场中的直线运动 [典例] (2022·四川高考)中国科学院2021年10月宣布中国将在2022年开头建筑世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品平安、材料科学等方面有广泛应用。 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管) 组成，相邻漂 移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B 时速度为8×106 m /s ，进

2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习 第八章 第3讲电容器的电容 带电粒子在电场中的运动

第3讲电容器的电容带电粒子在电场中的运动 【课程标准】 1.能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。 2.认识示波管，知道示波管的工作原理。 3.观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。 【素养目标】 物理观念：知道电容器的概念，认识常见的电容器，知道带电粒子在电场中加速和偏转的原理。 科学思维：理解电容的定义式和决定式，并会应用其分析、讨论、解决问题，理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，会分析、计算加速和偏转问题。 科学探究：观察电容器的充、放电现象，通过对示波管的构造和工作原理的认识，进一步理解加速和偏转问题。 一、电容器及电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。 (2)带电荷量Q：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)电容器的充、放电： ①充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。 ②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。2．电容 (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。公式为 Q C= 。 U (2)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。 1 F＝106μF＝1012pF。 (3)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低。 3．平行板电容器的电容

(1)决定因素：正对面积，相对介电常数，两板间的距离。 (2)决定式：r S C= 4kd επ，k 为静电力常量。 命题·生活情境 如图是某科技小组从老式收音机拆卸下来的电子器件，其对应功能是“调台”，请你尝试解释其如何“调台”？ 提示：旋转转轴可以改变电容大小，从而改变收音机的接收频率；而不同电台的频率是不相同的。 二、带电粒子在匀强电场中的运动 1．带电粒子在电场中运动时重力的处理 (1)基本粒子：如电子、质子、离子等，除有说明或有明确暗示以外，一般可忽略不计。 (2)带电颗粒：如尘埃、液滴、油滴、小球等，除有特殊说明或明确暗示以外，一般情况都不能忽略。 (3)平衡问题一般要考虑重力。 (4)根据题意进行分析，有些问题中隐含着忽略重力，或考虑重力后造成题目无法解答，这时也应忽略重力。 2．做直线运动的条件： (1)粒子所受合外力F 合＝0，粒子静止或做匀速直线运动。 (2)粒子所受合外力F 合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。 3．带电粒子在匀强电场中的偏转： (1)条件：以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场，仅受电场力。 (2)运动性质：类平抛运动。 (3)处理方法：运动的分解。 ①沿初速度方向：做匀速直线运动。 ②沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。

高考物理一轮专题复习练习卷：带电粒子在电场中的运动-精选教学文档

带电粒子在电场中的运动 1．一束带有等量电荷量的不同离子从同一点垂直电场线进入同一匀强偏转电场，飞离电场后打在荧光屏上的同一点，则() A．离子进入电场的v0相同 B．离子进入电场的mv0相同 C．离子进入电场的初动能相同 D．离子在电场中的运动时间相同 【答案】C 2．如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧光屏的中央形成亮斑。如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则() A．在荧光屏上的亮斑向上移动 B．在荧光屏上的亮斑向下移动 C．偏转电场中静电力对电子做的功增大 D．偏转电场的电场强度减小 【答案】AC 3．某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一条长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料. 图乙是此装置的截面图，上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道时的水平速度为v0，当碰到下板后其所带的电荷被中和，同时其被收集. 将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率. 不计尘埃所受的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是() 甲乙 A．只增大电压U B．只增大高度d C．只增大长度L D．只增大尘埃被吸入的水平速度v0 【答案】AC 4．如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电荷量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于() A．s 2 2qE mh B． s 2 qE mh C. s 4 2qE mh D． s 4 qE mh

2024高考物理一轮复习--带电粒子在电场中的运动(三)--等效重力场、交变电场中的运动

等效重力场、交变电场、力电综合问题 一、带电粒子在力电等效场中的圆周运动 1．等效重力场 物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动，但是对于处在匀强电场和重力场中物体的运动问题就会变得复杂一些．此时可以将重力场与电场合二为一，用一个全新的“复合场”来代替，可形象称之为“等效重力场”． 2. 3．举例

二、带电粒子在交变电场中的运动 1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。 2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。 3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。 4.交变电场中的直线运动（方法实操展示） 5.交变电场中的偏转（带电粒子重力不计，方法实操展示）

U -t 图 轨迹图 v y -t 图 三、电场中的力、电综合问题 1．带电粒子在电场中的运动 (1)分析方法：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速，轨迹是直线还是曲线)，然后选用恰当的规律解题。 (2)受力特点：在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略。一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略，一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。 2．处理带电粒子(带电体)运动的方法 (1)结合牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题。 (2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理思路 ①利用初、末状态的能量相等(即E 1＝E 2)列方程。 ①利用某些能量的减少等于另一些能量的增加列方程。 (3)常用的两个结论 ①若带电粒子只在电场力作用下运动，其动能和电势能之和保持不变。 ①若带电粒子只在重力和电场力作用下运动，其机械能和电势能之和保持不变。 v 0 v 0 v 0 v 0 v 0 t O v y v 0 T/2 T 单向直线运动 A B 速度不反向 t O v y v 0 往返直线运动 A B 速度反向 T T/2 -v 0

物理一轮复习 专题33 带电粒子在电场中的运动综合问题分析(讲)(含解析)

专题33 带电粒子在电场中的运动综合问题分析 1。了解示波管的工作原理。 2.运用动力学方法分析解决带电粒子在交变电场中的运动. 3.会运用功能观点、动力学观点综合分析带电粒子在复合场中的运动． 考点一 带电粒子在电场中运动的实际应用-—示波管 1．构造及功能（如图所示) (1)电子枪：发射并加速电子． (2)偏转电极YY ′：使电子束竖直偏转（加信号电压）；偏转电极XX ′：使电子束水平偏转(加扫描电压）． 2．工作原理 偏转电极XX ′和YY ′不加电压,电子打到屏幕中心；若只在XX ′之间加电压,只在X 方向偏转；若只在YY ′之间加电压，只在Y 方向偏转；若XX ′加扫描电压，YY ′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象． ★重点归纳★ 1、示波管中电子在荧光屏上落点位置的判断方法 示波管中的电子在YY ′和XX ′两个偏转电极作用下，同时参与两个类平抛运动，一方面沿YY ′方向偏转，另一方面沿XX ′方向偏转，找出几个特殊点，即可确定荧光屏上的图形． ★典型案例★如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间的加速电压1U ，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点,已知加速电压为1U ,M 、N 两板间的电压为2U ,两板间的距离为d ，板长为1L ,板右端到荧光屏的距离为2L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，求：

(1）电子穿过A 板时的速度大小； （2)电子从偏转电场射出时的侧移量； （3)P 点到O 点的距离。 【答案】(1） 102eU v m =（2） 2 21 114U L y U d = (3） ()2121124L L U L U d + P 至O 点的距离为()212112124L L U L y y y U d +=+= 【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线)，然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解。 ★针对练习1★如图所示的示波管，当两偏转电极XX ′、YY ′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标系的O 点，其中x 轴与XX ′电场的场强方向重合，x 轴正方向垂直于纸面向里,y 轴与YY ′电场的场强方向重合，y 轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限,则： ( ) A ．X 、Y 极接电源的正极,X′、Y′接电源的负极 B ．X 、Y′极接电源的正极，X′、Y 接电源的负极 C ．X′、Y 极接电源的正极，X 、Y′接电源的负极 D ．X′、Y′极接电源的正极，X 、Y 接电源的负极 【答案】D

2021届山东新高考物理一轮复习课后限时集训22 电容器、带电粒子在电场中的运动 Word版含解析

电容器、带电粒子在电场中的运动 建议用时：45分钟 1.如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动，它通过皮肤上的电极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使70 μF电容器充电到5 000 V，存储875 J能量，抢救病人时一部分能量在2 ms脉冲时间通过电极板放电进入身体，此脉冲的平均功率为100 kW。下列说法正确的是()

A．电容器放电过程中电压不变 B．电容器充电至2 500 V时，电容为35 μF C．电容器充电至5 000 V时，电荷量为35 C D．电容器所释放出的能量约占存储总能量的23% D[电容器放电过程，电荷量减少，电压减小，选项A错误；电容不随电 压、电荷量的变化而变化，选项B错误；由C＝Q U 知Q＝CU＝70×10－6×5×103 C＝0.35 C，选项C错误；由η＝Pt E总 知，η＝ 100×103×2×10－3 875×100%＝23%， 选项D正确。] 2.(2019·深圳一模)如图所示，带电的平行板电容器和静电计用导线相连，()

A．若仅使上极板上移一段距离，则电容器的电容增大 B．若仅向两极板间插入云母介质，则板极间电场强度减小 C．若静电计指针张角增大，可能仅是因为两极板正对面积增大 D．若静电计指针张角减小，可能仅是因为两极板间距变大 B[根据平行板电容器电容的决定式可知，若仅使上极板上移一段距离，电容器两极板间距离增大，则电容器的电容减小，选项A错误；若仅向两极板间插入云母介质，极板间介电常数变大，电容器电容增加，由U＝Q 知，极板间电 C 知，极板间电场强度减小，选项B正确；若两极板正对面积势差变小，由E＝U d 知，极板间电势差变小，则增大，由电容决定式知，电容器电容增大，由U＝Q C 静电计指针张角减小，选项C错误；若两极板间距变大，则电容器电容减小，同理可知极板间电势差变大，静电计指针张角变大，选项D错误。] 3.如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点。若不计粒子重力，则()

高考物理总复习--带电粒子在电场中的运动及解析

高考物理总复习--带电粒子在电场中的运动及解析 一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动 1．如图，半径为a 的内圆A 是电子发射器，其金属圆周表圆各处可沿纸面内的任意方向发射速率为v 的电子；外圆C 为与A 同心的金属网，半径为3a ．不考虑静电感应及电子的重力和电子间的相互作用，已知电子质量为m ，电量为e ． (1)为使从C 射出的电子速率达到3v ，C 、A 间应加多大的电压U ； (2)C 、A 间不加电压，而加垂直于纸面向里的匀强磁场． ①若沿A 径向射出的电子恰好不从C 射出，求该电子第一次回到A 时，在磁场中运动的时间t ； ②为使所有电子都不从C 射出，所加磁场磁感应强度B 应多大． 【答案】（1）24mv e （2）①43a π ②(31)B ae ≥- 【解析】 【详解】 （1）对电子经C 、A 间的电场加速时，由动能定理得 ()2 211322 eU m v mv = - 得2 4mv U e = （2）电子在C 、A 间磁场中运动轨迹与金属网相切．轨迹如图所示． 设此轨迹圆的半径为r ，则) 2 223a r r a -=+ 又2r T v π=

得tan 3a r θ== 故θ=60° 所以电子在磁场中运动的时间2-22t T πθ π = 得439a t v π= （3）若沿切线方向射出的电子轨迹恰好与金属网C 相切．则所有电子都不从C 射出，轨迹如图所示： 23r a a '=- 又2 v evB m r =' 得3-1B ae = （） 所以3-1B ae ≥ （） 2．如图，质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中，A 不带电，B 带正电、电荷量q=2×10－5C ．零时刻，A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s 末细绳断开．已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度大小g=10m/s 2．求： (1)前2s 内，A 的位移大小； (2)6s 末，电场力的瞬时功率． 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】 （1）B 所受电场力为F=Eq=6N ；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2；

2020年高考物理一轮复习《电场及带电粒子在电场中的运动问题》练习

高频考点强化(六)电场及带电粒子在电场中的运动问题 (45分钟100分) 一、选择题(本题共12小题,每小题6分,共72分。1～8题为单选题,9～12题为多选题) 1.关于静电场下列说法中正确的是( ) A.将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加 B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电荷在该点的电势能越大 C.在同一个等势面上的各点,场强的大小必然是相等的 D.电势下降的方向就是电场强度的方向 【解析】选B。根据E p=qφ,将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能减小,故A错误;无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,因无穷远处电势能为零,因此电荷在该点的电势能越大,故B正确;在等势面上,电势处处相等,场强不一定相等,故C错误;电势下降最快的方向才是电场强度的方向,故D错误。 2.(2018·宜春模拟)两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点,如图所示,下列说法正确的是( ) A.a点电势比b点电势高 B.a、b两点场强方向相同,a点场强比b点小 C.一带电粒子(不计重力),在a点无初速度释放,则它将在a、b线上运动 D.正负电荷连线上c点场强最大 【解析】选B。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线, a点电势与b点电势相等,故A错误;根据电场线与等势面垂直可知,a、b、c三点电场强度方向都与两电荷连线平行,方向相同,根据电场强度矢量合成可知,a点场强比b点小,故B正确;a点场强方向向右,一带电粒子(不计重力)在a点受电场力向左或向右,无初速度释放将向左或向右运动,不可能在a、b线上运动,故C错误;正负电荷连线上c点场强最小,故D错误。 3.(2016·江苏高考)一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( )

2022年高考物理大一轮复习讲义：电场磁场中的运动

1.规律：qB mv R R v m qBv 2 = ⇒= (不能直接用) qB m 2v R 2T ππ= = 2.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)： (1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V ＝V 0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下: (a) F 向＝f 洛＝mV 2/r ＝m ω2r ＝m (2π/T)2r ＝qVB ； r ＝mV/qB ； T ＝2πm/qB ； (b) 运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)； (c) 解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角＝二倍弦切角。 注：1安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负； 2磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见课本〕； (d)其它相关内容：地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料（见课本） 1．（15分）如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m =0.2g 、电荷量q =8×10-5C 的小球，小球

的直径比管的内径略小．在管口所在水平面MN 的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B 1= 15T 的匀强磁场，MN 面的上方还存在着竖直向上、场强E = 25V/m 的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B 2 =5T 的匀强磁场．现让小车始终保持v = 2m/s 的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ 为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力F N 随高度h 变化的关系如图所示．g 取10m/s 2，不计空气阻力．求： ⑴小球刚进入磁场B 1时加速度a 的大小； ⑵绝缘管的长度L ； ⑶小球离开管后再次经过水平面MN 时距管口的距离△x ． 解析：⑴以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力 f 1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a ，则 2112m/s f mg qvB mg a m m --= == （4分） ⑵在小球运动到管口时，F N ＝2.4×10－3N ，设v 1为小球竖直分速度，由 F N /×10-3N 2.4 v B 1 B 2