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18交变电磁场的运动练习-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习
1.(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.2 s末带电粒子回到原出发点
C.3 s末带电粒子的速度为零
D.0~3 s内,电场力做的总功为零
答案:CD
解析:选CD 设第1 s内粒子的加速度为a1,第2 s内的加速度为a2,由a=eq \f(qE,m)可知,a2=2a1,可见,粒子第1 s内向负方向运动,1.5 s末粒子的速度为零,然后向正方向运动,至3 s末回到原出发点,粒子的速度为0,由动能定理可知,此过程中电场力做功为零,综上所述,可知C、D正确。
2、如图甲所示,两极板间加上如图乙所示的交变电压。开始A板的电势比B板高,此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。设电子在运动中不与极板发生碰撞,向A板运动时为速度的正方向,则下列图像中能正确反映电子速度变化规律的是(其中C、D两项中的图线按正弦函数规律变化)( )
答案A
解析:电子在交变电场中所受电场力大小不变,加速度大小不变,故C、D两项错误;从0时刻开始,电子向A板做匀加速直线运动,eq \f(1,2)T后电场力反向,电子向A板做匀减速直线运动,直到t=T时刻速度变为零,之后重复上述运动,A项正确,B项错误。
3.平行板间加如图所示的周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=eq \f(T,2)时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,则能定性描述粒子运动的速度图象的是( )
答案 A
解析 每半个周期两板间的电压恒定,板间电场为匀强电场,粒子所受电场力恒定,因此粒子从eq \f(T,2)时刻开始在电场中做匀加速直线运动,在T时刻电场反向,电场力大小不变,粒子做匀减速直线运动,在eq \f(3,2)T时刻速度减为零,以后循环此过程。
4.如图所示,A、B两金属板平行放置,在t=0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计).分别在A、B两板间加上下列哪种电压时,有可能使电子到不了B板( ).
答案 B[
解析 加A图电压,电子从A板开始向B板做匀加速直线运动;加B图电压,电子开始向B板做匀加速运动,再做加速度大小相同的匀减速运动,速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动,由对称性可知,电子将做周期性往复运动,所以电子有可能到不了B板;加C图电压,电子先匀加速,再匀减速到静止,完成一个周期,所以电子一直向B板运动,即电子一定能到达B板;加D图电压,电子的运动与C图情形相同,只是加速度变化,所以电子也一直向B板运动,即电子一定能到达B板.综上所述可知选项B正确.来源:中教网]
5.(多选)如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.若t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上
B.若t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动
C.若t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
D.若t=3T/8时刻释放电子,电子必然打到左极板上
【答案】 AC
【解析】若t=0时刻释放电子,电子将重复先加速后减速的运动,直到打到右极板,不会在两板间振动,所以A正确,B错;若从t=T/4时刻释放电子,电子先加速T/4,再减速T/4,有可能电子已到达右极板,若此时未到达右极板,则电子将在两极板间振动,所以C正确;同理,若从t=3T/8时刻释放电子,电子有可能达到右极板,也有可能从左极板射出,这取决于两板间的距离,所以D项错误:此题考查带电粒子在交变电场中的运动.
6、如图所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图639(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
(a) (b)
A.0<t0<eq \f(T,4)
B.eq \f(T,2)<t0<eq \f(3T,4)
C.eq \f(3T,4)<t0<T
D.T<t0<eq \f(9T,8)
【答案】B
【解析】设粒子的速度方向、位移方向向右为正.依题意得,粒子的速度方向时而为正,时而为负,最终打在A板上时位移为负,速度方向为负.作出t0=0、eq \f(T,4)、eq \f(T,2)、eq \f(3T,4)时粒子运动的速度图象如图所示.由于速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移,则由图象可知0<t0<eq \