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2021-2022年高二物理必修3专题特训(人教版2019)
专题14 带电微粒(计重力)在电场中的运动
一、单选题
1.质量相同的小球A、B分别带有+3q和q电量,两段等长绝缘细线悬挂在O点如图所示,当系统处于水平向右的匀强电场中并静止时,可能出现的状态应是( )
A. B. C. D.
2.如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )
A. B.
C. D.
3.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若将下极板向上平移,则从P点开始下落的相同粒子将( )
A.打到下极板上 B.在下极板处返回
C.在距上极板处返回 D.在距上极板处返回
4.如图所示,质量为m,带电量为q的微粒,以初速度从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率,方向与电场的方向一致,则A、B两点的电势差为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,甲、乙两带电小球的质量均为,所带电量分别为和,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在空间有方向向左的匀强电场,电场强度为,平衡时细线都被拉紧。平衡时的可能位置是图中的( )
A.B.C.D.
6.如图所示,空间内存在方向水平向右的匀强电场,一根长为L、不可伸长的绝缘细绳的一端连着一个质量为m、带电荷量为+q的小球,另一端固定于O点。初始时细绳(张紧状态)与电场线平行,由静止释放小球,已知小球摆到最低点的另一侧时,细绳与竖直方向的最大夹角,重力加速度为g,则( )
A.匀强电场的电场强度大小为
B.摆动过程中小球的最大速度为
C.摆动过程中小球所受的最大拉力为
D.小球经过最低点时的速度为
7.如图所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动,a、b两点分别是圆周的最高点和最低点,则( )
A.小球经过a点时,线中的张力最小 B.小球经过b点时,电势能最小
C.小球经过a点时,电势能最小 D.小球经过b点时,机械能最大
8.如图所示,在方向水平向右的匀强电场中,细线一端固定,另一端拴一带正电小球,使球在竖直面内绕固定端O做圆周运动。不计空气阻力,静电力和重力的大小刚好相等,细线长为r。当小球运动到图中位置A时,细线在水平位置,拉力FT=3mg。重力加速度大小为g,则小球速度的最小值为 ( )
A. B.2 C. D.
9.如图所示,板长为L的平行板电容器与一直流电源相连接,其极板与水平面成300角;若粒子甲乙以相同的大小的初速度由图中的P点射入电容器,分别沿着虚线1和2运动,然后离开电容器;虚线1为连接上下极板边缘的水平线,虚线2为平行且靠近上极板的直线,则下列关于两粒子的说法正确的是( )
A.两者均做匀速直线运动
B.两者电势能均逐渐增加
C.两者的比荷之比为
D.两者离开电容器时的速率之比为
二、多选题
10.如图甲所示,有一绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为m=10kg的带正电的小球,小球所带电荷量。小球从C点由静止释放,其沿细杆由C经B向A运动的图像如图乙所示。小球运动到B点时,速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线),则下列说法正确的是( )
A.在O点右侧杆上,B点场强最大,场强大小为
B.由C到A的过程中,小球的电势能一直减小
C.由C到A电势先降低后升高
D.C、B两点间的电势差
11.在匀强电场中,有一质量为m,带电荷量为q的带电小球静止在O点,然后从O点自由释放,其运动轨迹为一直线,直线与竖直方向的夹角为,如图所示,那么下列关于匀强电场的电场强度大小的说法正确的是( )
A.唯一值是 B.最大值是
C.最小值是 D.可能是
12.如图所示,在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场,将一质量为m、带电荷量为q的小球,以某一初速度从O点竖直向上抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程x=ky2,且小球通过点P,已知重力加速度为g,则( )
A.电场强度的大小为
B.小球初速度的大小为
C.小球通过点P时的动能为
D.小球从O点运动到P点的过程中,电势能减少
三、解答题
13.如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直