2023届高考物理一轮复习学案：带电粒子在电场中的运动(2)

高考动向12 带电粒子在电场中的运动(2) 知识详解 1、在复合场中的研究方法 （1）牛顿运动的定律+运动学公式 （2）能量方法：能量守恒定律和功能关系 动量方法：动量守恒定律和动量定理 2、电场中的功能关系： 　（1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。 　（2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。 　（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 　（4）电场力做功的计算方法 　　①由公式计算，此公式只在匀强电场中使用，即。 　　②用公式计算，此公式适用于任何形式的静电场。 　　③静电场中的动能定理：外力做的总功（包括电场力做的功）等于动能的变化。 由动能定理计算电场力做的功。 例题详解 【例1】如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在A点时的动能为10J，在电场力作用下从A运动到B速度为零，当这个粒子的动能为7.5J时，其电势能为（　 ） A. 12.5J　　　 B. 2.5J　　　　 C. 0 　　　　 D. －2.5J 【例2】如图所示，在匀强电场中将一带电荷量为+q、质量为m的小球以初速度竖直向上抛出，在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 小球的机械能守恒 B.小球的电势能增加 C.所用的时间为 D.到达最高点时，速度为零，加速度大于g 【例3】在方向水平的匀强电场中，绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端悬挂于O点。将小球拿到A点（此时细线与电场方向平行）无初速释放，已知小球摆到B点时速度为零，此时细线与竖直方向的夹角为θ=30°，求： （1）小球的平衡位置。 （2）小球经过平衡位置时细线对小球的拉力。 综合训练 1.如图，在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷，一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动。已知O、q1、q2在同一竖直线上，下列判断正确的是(　　) A．q1、q2为异种电荷 B．圆轨道上的电场强度处处相同 C．圆轨道上的电势处处相等 D．点电荷q1对小球的静电力是斥力 2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(　　) A. 带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度 B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D. 带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度 3.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面且相邻两等势面间的电势差相等．一正电荷在等势面U3上时，具有动能20J，它在运动到等势面U1上时，速度为零．令U2=0，那么，当该电荷的电势能为4J时，其动能大小为（ ） A．16 J B．10 J C．6 J D．4 J 4.如图所示，绝缘细线栓一带负电的小球，在竖直向下的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，则（ ） A．小球到达最高点A时，细线的张力一定最小 B．小球到达最低点B时，小球的速度一定最大 C．小球到达最高点A时，小球的电势能一定最小 D．小球在运动过程中机械能不守恒 5.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1 J，若A点电势为V，则（ ） A．B点电势为零 B．电场线方向向左 C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线a D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线b 6.如图所示，一个绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端，一个质量为m，带电量为+q的小球由静止下滑，则（ ） A. 小球运动过程中机械能守恒　　 B. 小球经过最低点时速度最大 C. 小球在最低点受到的压力 D. 小球在最低点受到的压力为 7.如图所示，在光滑的水平面上有一个绝缘弹簧振子，小球带负电，在振动过程中，当弹簧压缩到最短时，突然加上一个水平向左的匀强电场，则 A．振子振幅增大 B．振子振幅减小 C．振子的平衡位置不变 D．振子的周期增大 8.电场中的a、b、c三点在同一直线上，如图所示，其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φa和φb，且φb>φa>0，则下列叙述正确的是(　　) A.该电场在c点处的电势一定为 B.正电荷从b点运动到a点，电势能一定减少 C.正电荷只受电场力作用从a点运动到c点，动能可能增加 D.正电荷从b点运动到c点，电场力一定做正功 9.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心