2013年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题12 带电粒子在电场中的运动.doc

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1、十二、带电粒子在电场中的运动甲ABF乙l01．（2013上海市黄浦区期末）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为l0。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F=（k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求：（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；（2）乙球的速度最大时两球间的距离；（3）若乙球运动的最大速度为vm，求乙球从开始运动到速度为vm的过

2、程中电势能的变化量。解析：．（10分）（1）ma=–F可解得a=（3分）（2）当两个力大小相等时，乙球的速度最大，（1分）F==可解得x=2l0（2分）（3）mvm2-0=W电-WF，（1分）W电=mvm2+WF=mvm2+Fl0=mvm2+（2分）静电力做正功，电势能减少了mvm2+（1分）2.（9分）（2013河南郑州市一模）在光滑水平面上，有一质量为m=1×10-3kg、电量的带正电小球，静止在O点。以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系。现在突然加一沿12轴正方向，场强大小的匀强电场，使小球开始运

3、动。经过一段时间后，所加匀强电场再突然变为沿轴正方向，场强大小不变，使该小球恰能够到达坐标为（0.3,0.1）的P点。求：（1）电场改变方向前经过的时间；（2）带正电小球到达P点时的速度大小和方向。解析：．（9分）由牛顿运动定律得，在匀强电场中小球加速度的大小为：代人数值得：a=0.20m/s2（1分）当场强沿x正方向时，经过时间t小球的速度大小为vx=at（1分）小球沿x轴方向移动的距离（1分）电场方向改为沿y轴正方向后的时间T内，小球在x方向做速度为vx的匀速运动，在y方向做初速为零的匀加速直线运动。沿

4、x方向移动的距离：x=vxT+x1=0.30m（1分）沿y方向移动的距离：=0.10m（1分）由以上各式解得t=1s（1分）T=1svx=0.2m/s（1分）到P点时小球在x方向的分速度仍为vx，在y方向的分速度vy=aT=0.20m/s（1分）由上可知，此时运动方向与x轴成45º角，速度大小为0.28m/s(或m/s)（1分）123.(17分)（2013四川省自贡市二诊）如图所示，在E=l03V/m的竖直匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接,半圆形轨道平面与电.场线

5、平行,其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带10－4C负电荷的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数u=0.15,位于N点右侧1.5m的M处，要使小滑块恰能运动到圆轨道的最髙点Q,取g=10m/s2,求：(1)滑块应以多大的初速度V0，向左运动？(2)滑块通过P点时受到轨道的压力。解析：.（17分）(1)设小球到达Q点时速度为v，由牛顿第二定律有(3分)滑块从开始到Q过程中，由动能定理有：(3分)联立方程组，解得：m/s(2分)124．（17分）（2013四川攀枝花二模）

6、如图所示，虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成300角。已知PQ、MN间距为20㎝，带电粒子的重力忽略不计。求：PUQMNEa（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1；（2）匀强电场的场强大小；（3）ab两点间的电势差。解：（1）由动能定理得：（2分）代入数据得（1分）12（2）粒子

7、沿初速度方向做匀速运动：　（2分）粒子沿电场方向做匀加速运动：　　（2分）由题意得：　（2分）由牛顿第二定律得：（2分）联立以上相关各式并代入数据得：（2分）（3）由动能定理得：　（3分）联立以上相关各式并代入数据得：　（1分）5、（12分）（2013安徽省黄山市一模）飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在

8、电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2（不计离子重力）。（1）忽略离子源中离子的初速度用t1计算荷质比。（2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们从A出发后返回B端飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。125、（12分）解析