专题11 带电粒子在电场中的运动-【步步高】2019年高考物理基础回扣练（江苏版）

11.带电粒子在电场中的运动 1．(2018·扬州中学下学期开学考)一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图1所示， tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的是(　　) 图1 A．A处的场强一定小于B处的场强 B．A处的电势一定高于B处的电势 C．电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能 D．电荷在A到B的过程中，电场力一定对电荷做正功[来源:学科网] 答案　D 解析　根据v－t图象的斜率等于加速度，由数学知识可以看出，从A点运动到B点的过程中带电粒子的加速度减小，则其所受的电场力减小，电场强度减小，即有A处的场强一定大于B处的场强，A错误．由于带电粒子的电性未知，无法判断电场方向，也就不能判断电势高低，故B错误．由题图看出，带电粒子的速度增大，动能增大，则由能量守恒定律得知，其电势能减小，电场力做正功，故C错误，D正确． 2．(多选)(2018·泰州中学模拟)如图2所示，一带电小球固定在光滑水平面上的O点，虚线a、b、c、d是带电小球激发的电场线的四条等距离的等势线，一个带电小滑块从等势线d上的1处以水平初速度v0运动，结果形成了实线所示的小滑块的运动轨迹.1、2、3、4、5是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点．由此可以判定(　　) 图2[来源:学,科,网Z,X,X,K] A．固定小球与小滑块带异种电荷 B．在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变 C．在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小 D．小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中，电场力做功的大小关系是W34＝W45 答案　BC 解析　由题图轨迹可知滑块受到了斥力作用，则知小球与小滑块电性一定相同，故A项错误．根据能量守恒定律得知，小滑块运动过程中具有的动能与电势能之和保持不变，故B项正确．滑块与小球的距离先减小后增大，由库仑定律得知滑块所受的库仑力先增大后减小，则其加速度先增大后减小，故C项正确．小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中电场强度在变小，则W34>W45，故D项错误．[来源:Z,xx,k.Com] 3．(2018·丰县中学模拟) 一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图3所示．下列图象中合理的是(　　) 图3[来源:学科网ZXXK] 答案　D 解析　在粒子运动中的某一小段位移Δx内静电力做功qEΔx.由功能关系知ΔEp＝－qE·Δx，即＝－qE，Ep－x图线切线的斜率的绝对值表示静电力，故由图线可知E逐渐减小，A错误；因粒子仅受静电力作用，由qE＝ma可知a也逐渐减小，D正确；再由动能定理有ΔEk＝qE·Δx，即＝qE，Ek－x图线切线的斜率也表示静电力，则Ek－x图线应是一条斜率逐渐减小的曲线，B错误；由v2＝2ax有v＝，可知v－x图线应是一条曲线，C错误． 4．(多选)(2018·苏州市模拟)如图4所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度方向竖直向上，在B点时速度方向水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，所受电场力是重力的倍，并且克服重力做的功为1 J，电场力做的正功为3 J，则下列说法中正确的是(　　) [来源:学科网ZXXK] 图4 A．粒子带正电 B．粒子在A点的动能比在B点多2 J C．粒子在A点的机械能比在B点少3 J D．粒子由A点到B点过程中速度最小时，速度的方向与水平方向的夹角为60° 答案　ACD[来源:学#科#网Z#X#X#K] 5．(2018·苏州市模拟)如图5所示，一个电荷量为＋Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点，另一个电荷量为－q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲滑动，到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，则以下说法不正确的是(　　) [来源:学科网ZXXK] 图5 A．O、B间的距离为[来源:学科网] B．从开始运动到碰到甲之前的瞬间，乙的加速度逐渐减小 C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋mv2－mv D．从A到B的过程中，乙的电势能减少 答案　B 解析　由题意，乙到达B点时速度最小，乙先做减速运动后做加速运动，当速度最小时有：μmg＝F库＝k，解得OB间的距离r＝，故A正确；滑动摩擦力的大小及方向不变，两点电荷靠近过程中库仑力逐渐增大，乙在运动到B点之前，有μmg－F库＝ma，因此乙的加速度逐渐减小．当越过B点后，库仑力大于滑动摩擦力，由F库－μmg＝ma′，则加速度逐渐增大，因此从开始运动到碰到甲之前的瞬间，乙的加速度先逐渐减小后逐渐增大，故B错误；从A到B的过程中，根据动能定理得：W－μmgL＝mv2－mv