第八章 强化专练（三）带电粒子 (带电体)在电场中运动的综合性问题-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案课件PPT（新教材）

强化专练(三) 带电粒子 (带电体)在电场中运动的 综合性问题 1 一、选择题(本题共8小题，其中第1～5题为单项选择题，第6～8题为多项选择题) 1. (2022·广东省深圳市高三下一模)如图所示，竖直平面内两个带电小油滴a、b在匀强电场E中分别以速度v1、v2做匀速直线运动，不计空气阻力及两油滴之间的库仑力，下列说法正确的是(　　) A．a、b带异种电荷 B．a比b的比荷大 C．a的电势能减小，b的电势能增加 D．沿v1方向电势增加，沿v2方向电势减小 A．物块受到的静电力 B．匀强电场的场强大小 C．物块返回O点时的动能 D．物块与水平面间的动摩擦因数 本课结束 51 解析　由于两油滴均做匀速直线运动，则所受电场力与重力平衡，电场力都竖直向上，因此a、b均带正电荷，A错误；根据qE＝mg得 eq \f(q,m)＝ eq \f(g,E)，因此a、b的比荷相同，B错误；a向上运动，电场力做正功，电势能减小，b向下运动，电场力做负功，电势能增加，C正确；沿电场线方向，电势减小，因此沿v1方向电势减小，沿v2方向电势增加，D错误。 2.如图所示，水平放置的充电平行金属板相距为d，其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴质量为m，电荷量为q，现仅将上极板上移些许，其他条件保持不变，则下列分析错误的是(　　) A．上移后油滴的运动轨迹仍然是直线 B．上移后电场强度大小为 eq \f(mg,q)，方向竖直向上 C．上移后下板和上板之间的电势差为 eq \f(mgd,q) D．上移后油滴穿越两板之间的电场电势能减少了mgd 解析　由于油滴沿直线从上极板边缘射出，可知油滴在极板间一定做匀速直线运动，有qE＝mg，可得E＝ eq \f(mg,q)，方向竖直向上，根据E＝ eq \f(U,d)，C＝ eq \f(Q,U)，C＝ eq \f(εrS,4πkd)，可得E＝ eq \f(4πkQ,εrS)，可知，当上极板向上移动时，E不变，方向仍然竖直向上，仍有qE＝mg，所以油滴的运动轨迹仍然是直线，A、B正确；综上分析，由于E不变，根据U＝Ed，当上极板向上移动些许时，上、下两极板间的电势差U变大，不再是 eq \f(mgd,q)，C错误；当上极板向上移动后，E不变， 所以油滴射出电场时的位置也不变，重力做功－mgd，则静电力做功mgd，根据功能关系可知，油滴的电势能减少了mgd，D正确。本题选分析错误的，故选C。 3.三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入，并分别落在正极板的A、B、C三处，O点是下极板的左端点，且OC＝2OA，AC＝2BC，如图所示，则下列说法不正确的是(　　) A．带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为7∶20 B．三个粒子在电场中运动的时间之比tA∶tB∶tC＝2∶3∶4 C．三个粒子在电场中运动的加速度之比aA∶aB∶aC＝1∶3∶4 D．三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比EkA∶EkB∶EkC＝36∶16∶9 解析　三个粒子的初速度相等，在水平方向上做匀速直线运动，由x＝v0t得，在电场中的运动时间之比tA∶tB∶tC＝2∶3∶4，故B正确；三个粒子在竖直方向上的位移y相等，根据y＝ eq \f(1,2)at2，解得aA∶aB∶aC＝36∶16∶9，故C错误；三个粒子所受的合力大小关系为FA＞FB＞FC，三个粒子的重力相等，所以落在B点的粒子仅受重力作用，落在A点的粒子所受的静电力向下，落在C点的粒子所受的静电力向上，即落在B点的粒子不带电，落在A点的粒子带负电，落在C点的粒子带正电，由牛顿第二定律得aA∶aB∶aC ＝(mg＋qAE)∶mg∶(mg－qCE)，解得qC∶qA＝7∶20，故A正确；由牛顿第二定律可知F＝ma，因为三个粒子的质量相等，所以所受合力之比与加速度之比相同，合力做功W＝Fy，由动能定理可知，动能的变化量等于合力做的功，所以三个粒子在电场中运动过程的动能变化量之比EkA∶EkB∶EkC＝36∶16∶9，故D正确。本题选说法不正确的，故选C。 4．(2022·河北省石家庄市高三下教学质量检测(三))如图甲所示，间距为d的两金属板水平放置，板间电场强度随时间的变化规律如图乙所示。t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间， eq \f(1,3)T～ eq \f(2,3)T时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好从金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度为g，则从微粒射入到从金属板边缘飞出的过程中，下列说法正确的是(　　) A．微粒飞出时的速度沿水平方向且大于v0 B．微粒的最大速度为v0＋ eq \f(gT,3) C．