2020版高考物理专题1.16带电粒子在匀强电场中的运动（提高篇）（电磁部分）（含解析）

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1、专题1.16带电粒子在匀强电场中的运动（提高篇）一．选择题1.(2019·河北省邢台市上学期期末)如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点．若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则(　　)A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变B．金属板A、B间的电压减小C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同D．乙电子运动到O点的速率为2v0【参考答案】　C【名师解析】　两板间距离变大，根据C＝可知，金属板A、B组成的平行板电容器的电容C减小，选项A错误；根据Q＝CU

2、，Q不变，C减小，则U变大，选项B错误；根据E＝＝＝，可知当d变大时，两板间的场强不变，则甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同，选项C正确；根据e·E·2d＝mv2，e·E·d＝mv，可知，乙电子运动到O点的速率v＝v0，选项D错误．2.(2018·河南省南阳市上学期期末)如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，则下列结论正确的是(已知重力加速度为g)(　　)A．两极板间电压为B．板间电场强度大小为C．整个过程中质点的重力势能增加D．若仅

3、增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在M上【参考答案】　BC【名师解析】　据题分析可知，质点在平行板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，质点的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在屏M上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图所示：可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得：qE－mg＝ma，mg＝ma，解得E＝，由U＝Ed得板间电势差U＝×d＝，故A错误，B正确；质点在电场中向上偏转的距离y＝at2，a＝＝g，t＝，解得：y＝，故质点打在屏上的位置与P点的距离为：s＝2y＝，重力势能的增加量Ep＝mgs＝，故C正确；仅增大两极板间的距离，因两极板上电荷量不变，根据E＝＝＝＝可知

4、，板间场强不变，质点在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏M上，故D错误．3.(福建省厦门市2016届高三第二次质量检查理科综合试题)在匀强电场中有一个半径为R=1m的圆，电场方向与圆的平面平行，O、P两点电势差为10V，一个电子在该匀强电场中仅受电场力作用下运动，且在P、Q两点上速度方向与圆的切线一致，速度大小均为1m/s，则（）A．电子从P到Q的运动过程中，动能先增大后减小B．电子可能做圆周运动C．该匀强电场的电场强度E＝10V/mD．O点与圆周上电势最低的点的电势差为10V【参考答案】D【名师解析】带电粒子仅在电场力作用下，由于粒子在P、Q两点动能相等，则电势能也

5、相等．因为匀强电场，所以两点的连线PQ即为等势面，根据等势面与电场线垂直特性，从而画出电场线CO．由曲线运动条件可知，正电粒子所受的电场力沿着CO方向，因此粒子从P到Q做抛体运动，速度方向与电场力方向夹角先大于90°后小于90°，电场力对于运动来说先是阻力后是动力，所以动能先减小后增大，故AB错误；匀强电场的电场强度式中的是沿着电场强度方向的距离，因而由几何关系可知，，所以，圆周上电势最高的点与O点的电势差为，故D正确，C错误。考点：电势差与电场强度的关系；电势能【名师点睛】紧扣动能相等作为解题突破口，由于仅在电场力作用下，所以得出两点的电势能大小关系．并利用等势面与电场线垂直的特性

6、，从而推出电场线位置．再由曲线运动来确定电场力的方向．同时考查中的含义重要性。二．计算题1．（12分）（2018四川四市二诊）如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一、二象限内有沿x轴正方向的匀强电场，第三、四象限内有沿y轴负方向的匀强电场．长度为L的绝缘轻质细线一端固定在O点，另一端系质量为m、电荷量为＋q的小球，小球恰能绕O点做完整的圆周运动。轨迹与y轴负半轴交于A点，距地面高度为L，重力加速度为g，四个象限内匀强电场的场强大小都是E＝，不计阻力，运动过程中电荷量保持不变。（1）求小球做圆周运动过程中的最小速度；（2）小球运动到A点，剪断细线，求小球落地点与A点间的水平距离。【名

7、师解析】（1）小球在三、四象限内做圆周运动，在最左端或者最右端，最小速度可以为零，但是，这种情况下，小球不能在一、二象限内做圆周运动．小球在一、二象限内做圆周运动过程中，设受到的电场力为F1，合力为F，合力与水平方向的夹角为a．则Fl＝qE（1分）（1分）（1分）解得：a＝45°，F＝mg即小球在圆周上与O点连线夹角为45°的C点时速度最小，设最小速度为vc，则F＝（1分）解得：（1分）（2）设小球在A点速度为vA．剪断细线后小球加速度为a．运动时间为t，