浙江鴨2025版高考物理一輪復習第16講電場能的性質帶電粒子在電場中的運動教師備用題庫

PAGEPAGE1第16講電場能的性質帶電粒子在電場中的運動老師備用題庫1.(2024江蘇單科,5,3分)如圖所示,水平金屬板A、B分別與電源兩極相連,帶電油滴處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴()A.仍舊保持靜止 B.豎直向下運動C.向左下方運動 D.向右下方運動答案D水平金屬板間電場沿豎直方向,等勢面為一組水平面。帶電油滴處于靜止狀態(tài),說明油滴受到的電場力方向豎直向上且Eq=mg。B板右端向下移動一小段距離,兩極板間電壓不變,則兩極板間的等勢面右端同樣向下彎曲。電場線與等勢面垂直,同樣產(chǎn)生彎曲,且電場強度減小。豎直方向上Eyq<mg,水平方向上Exq向右,故油滴向右下方運動,故D項正確。2.(2024天津理綜,3,6分)如圖所示,實線表示某電場的電場線(方向未標出),虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡,設M點和N點的電勢分別為φM、φN,粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢能分別為EpM、EpN。下列推斷正確的是()A.vM<vN,aM<aN B.vM<vN,φM<φNC.φM<φN,EpM<EpN D.aM<aN,EpM<EpN答案D本題考查帶電粒子在電場中的運動。由粒子的軌跡知電場力的方向偏向右,因粒子帶負電,故電場線方向偏向左,由沿電場線方向電勢降低,可知φN<φM,EpM<EpN。N點電場線比M點密,故場強EM<EN,由加速度a=Eqm知aM<aN。粒子若從N點運動到M點,電場力做正功,動能增加,故vM>vN3.(2024課標Ⅲ,21,6分)(多選)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板旁邊,與極板距離相等?，F(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止起先運動。在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽視。下列說法正確的是()A.a的質量比b的大 B.在t時刻,a的動能比b的大C.在t時刻,a和b的電勢能相等 D.在t時刻,a和b的動量大小相等答案BD本題考查電容器和帶電粒子在電場中的運動。由題設條件可知,微粒a向下運動,微粒b向上運動,且在相等時間內(nèi),位移xa>xb,由運動學公式及牛頓其次定律可得:x=12·qEmt2,則ma<mb,選項A錯誤;由動能定理可得:qEx=Ek,則Eka>Ekb,選項B正確;由動量定理可得:qEt=p,則pa與pb大小相等,選項D正確;在t時刻,a、b在同一水平面上,電勢φ相等,而兩微粒的電性不同,由E4.(2024課標Ⅰ,21,6分)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍答案AB本題考查帶電粒子在勻強電場中的運動,能量的轉化與守恒等學問。電子從a到d的過程中克服電場力做功6eV,說明電場方向由a→f,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2V,又因為φb=2V,故φa=4V,φc=0V,φd=-2V,φf=-4V,可知A項正確。Eka=10eV,從a到f過程中,需克服電場力做功8eV,Eka>|W電|,因為不知道電子的運動方向,故不能確定電子能否到達平面f,故B項正確。電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為2eV,故C項錯誤。經(jīng)過平面b時的動能為8eV,經(jīng)過平面d時的動能為4eV,又知Ek=12mv2,故vbvd=5.(2024江蘇單科,4,3分)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中心各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點?，F(xiàn)將C板向右平移到P'點,則由O點靜止釋放的電子()A.運動到P點返回B.運動到P和P'點之間返回C.運動到P'點返回D.穿過P'點答案A本題考查帶電粒子在勻強電場中的加(減)速運動。由題意知,電子在A、B板間做勻加速運動,在B、C板間做勻減速運動,到P點時速度恰好為零,設A、B板和B、C板間電壓分別為U1和U2,由動能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;現(xiàn)將C板右移至P'點,由于板上帶電荷量沒有改變,B、C板間電場強度E=Ud=QCd=6.(2024江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()A.q1和q2帶有異種電荷B.x1處的電場強度為零C.負電荷從x1移到x2,電勢能減小D.負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大答案AC本題考查識別φ-x圖像、場強與電勢差的關系、電場力做功與電勢能改變關系。φ-x圖線的切線斜率表示場強,由圖可知從x1到x2過程中,圖線切線斜率變小,到x2處斜率為0,即場強從x1到x2始終減小,且E2=0,電場力F=Eq,負電荷從x1移動到x2,受到電場力減小,選項B、D錯誤;沿x軸方向電勢由負到正,故x軸上的兩個電荷q1、q2為異種電荷,選項A正確;由圖可知φx1<φx2,負電荷由低電勢到高電勢,電場力做正功,電勢能減小,選項C正確。7.(2024課標Ⅰ,20,6分)(多選)在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra,φa)標出,其余類推。現(xiàn)將一帶正電的摸索電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案AC本題考查場強與電勢。由圖可知:ra=1m、φa=6V;rb=2m、φb=3V;rc=3m、φc=2V;rd=6m、φd=1V。由點電荷的場強公式E=kQr2得Ea∶Eb∶Ec∶Ed=1ra2∶1rb2∶1rc2∶1rd2=36∶9∶4∶1,A正確、B錯誤。由WAB=qUAB=q(φA-φB)得Wab∶Wbc∶W8.(2024課標Ⅲ,21,6分)(多選)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示,三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是()A.電場強度的大小為2.5V/cmB.坐標原點處的電勢為1VC.電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD.電子從b點運動到c點,電場力做功為9eV答案ABD本題考查電場強度、電勢、電勢差。設a、c連線上d點電勢為17V,如圖所示,則ldc8cm=9V16V,得ldc=4.5cm,tanθ=4.56=34,θ=37°。過c作bd垂線交bd于e點,則lce=ldccosθ=4.5×45cm=3.6cm。ce方向就是勻強電場方向,場強大小為E,Elce=Ucb,E=2.5V/cm,A項正確。U9.如圖所示,小車上有一個固定支架,支架上用長為L的絕緣細線懸掛質量為m、電荷量為+q的小球,處于水平方向的勻強電場中(圖中未畫出),小車在豎直固定擋板右側某處,向著擋板從靜止起先做加速度a=g的勻加速直線運動,此過程細線剛好保持豎直,當小車遇到擋板就馬上停止運動,且此時電場方向變?yōu)樨Q直向下,電場強度大小保持不變,求小車停止后:(1)勻強電場的電場強度大小;(2)要使小球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,到達最高點時的最小速度;(3)要使小球只在懸點下方的半圓周內(nèi)運動,小車剛起先運動時其左側與擋板的最大距離xmax。答案(1)mgq(2)2解析(1)設勻強電場場強為E,由牛頓其次定律有qE=ma