选择题11 《匀强电场中的带电粒子》-解码高考2021物理一轮复习题型突破

选择题 11《匀强电场中的带电粒子》 【命题导航】 命题点一　带电粒子（带电体）在电场中的直线运动 命题点二　带电粒子（带电体）在电场中的曲线运动 命题点三　带电粒子在交变电场中的运动 命题点四　用“等效法”处理带电粒子在场中的运动 【高考解码】 命题点一　带电粒子（带电体）在电场中的直线运动 1．（多选）如图所示，带正电的金属滑块质量为 m、电荷量为 q，与绝缘水平面间的动摩擦因数为 µ（µ ＜ 1）。水平面上方有水平向右的匀强电场，电场强度为 E = mg q 。如果在 A 点给滑块一个向左的 大小为 v 的初速度，运动到 B 点速度恰好为零，则下列说法正确的是 （　　） A．滑块运动到 B 点后将返回向 A 运动，来回所用时间相同 B．滑块运动到 B 点后将返回向 A 运动，到 A 点时速度大小仍为 v C．滑块回到 A 点时速度大小为 √ 1−µ 1+µ v D．A、B 两点间电势差为 − mv 2 2(1+µ)q 【答案】CD 【解析】由 A 点到 B 点过程，滑块加速度为 aAB = µmg+Eq m = (µ + 1)g，由 B 点到 A 点过程，滑块 加速度为 aBA = Eq−µmg m = (1−µ)g，而位移大小相等，所以运动时间不可能相同，选项 A 错误；滑块返 回 A 点时的速度大小不可能等于滑块在 A 点的初速度，选项 B 错误；根据 v2 = 2aABx，v2A = 2aBAx， 可得回到 A 点时滑块速度 vA = √ 1−µ 1+µ v，x = v 2 2(1+µ)g ，UAB = −Ex = − mv 2 2(1+µ)q ，选项 C、D 正确。 2．（单选）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 【答案】C 【解析】两板间距离变大，根据 C = εrS 4πkd 可知，金属板 A、B 组成的平行板电容器的电容 C 减小， 第 1 页，共 12 页 选项 A 错误；根据 Q = CU，Q 不变，C 减小，则 U 变大，选项 B 错误；根据 E = U d = Q Cd = 4πkQ εrS ， 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 eE2d = 1 2 mv2，eEd = 1 2 mv20，可知，乙电子运动到 O 点的速率 v = √ 2v0，选项 D 错误。 3．（多选）如图所示，M、N 为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为 A、C，带电荷量分别为 +Q、-Q，将它们平行放置，A、C 连线垂直于圆环平面，B 为 AC 的中点，现有质量为 m、带电荷量 为 +q 的微粒（重力不计）从左方沿 A、C 连线方向射入，到 A 点时速度 vA=1m/s，到 B 点时速度 vB=5m/s，则 （　　） A．微粒从 B 至 C 做加速运动，且 vC =3m/s B．微粒在整个运动过程中的最终速度为 √ 5m/s C．微粒从 A 到 C 先做加速运动，后做减速运动 D．微粒最终可能返回至 B 点，其速度大小为 √ 5m/s 【答案】AB 【解析】AC 之间电场是对称的，A 到 B 电场力做的功和 B 到 C 电场力做的功相同，依据动能定 理可得：qUAB = 1 2 mv2B − 1 2 mv2A，2qUAB = 1 2 mv2C − 1 2 mv2A，解得 vC =3m/s，A 正确；过 B 作垂直 AC 的面，此面为等势面，微粒经过 C 点之后，会向无穷远处运动，而无穷远处电势为零，故在 B 点的动 能等于在无穷远处的动能，依据能量守恒可以得到微粒最终的速度应该与在 B 点时相同，均为 √ 5m/s， B 正确，D 错误；在到达 A 点之前，微粒做减速运动，而从 A 到 C 微粒一直做加速运动，C 错误。 4．（单选）如图所示，竖直面内分布有水平方向的匀强电场，一带电粒子沿直线从位置 a 向上运动 到位置 b，在这个过程中，带电粒子 （　　） A．只受到电场力作用 B．带正电 C．做匀减速直线运动 D．机械能守恒 【答案】C 【解析】带电粒子沿直线从位置 a 运动到位置 b，说明带电粒子受到的合外力方向与速度在一条直 线上，对带电粒子受力分析，应该受到竖直向下的重力和水平向左的电场力，电场力方向与电场线方向 相反，所以带电粒子带负电，故 A、B 错误