2024届高考物理一轮复习静电场专题精准提升强化13：电荷在电场中运动的综合解答经典题（中上难度）

F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K 静电场：经典题（中上难度） 静电场13：电荷在电场中运动的综合解答经典题（中上难度） 1. (2019山东烟台12月考试)如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量m=0.2 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的电场强度大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右为正方向，g取10 m/s2)，求: (1)23 s内小物块的位移大小。 (2)23 s内电场力对小物块所做的功。 2. (2018四川南充第二次质量调研)如图甲所示，两平行金属板A、B长l=8 cm，两板间距离d=8 cm，A板电势比B板电势高300 V，即UAB=300 V。一带正电的粒子所带电荷量q=10-10 C，质量m=1×10-20 kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v0=2×106 m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域(界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MN、PS相距L=12 cm，粒子穿过界面PS后被点电荷Q施加的电场力俘获，从而以O点为圆心做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上(静电力常量k=9×109 N·m2/C2，粒子重力不计，tan 37°=，tan 53°=)。求: 　　 甲 (1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离h。 (2)粒子穿过界面MN时的速度v。 (3)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离Y。 (4)点电荷的电荷量Q(该小题结果保留1位有效数字)。 3. 在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，由A点斜射出一质量为m，带电量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0为常数，粒子重力忽略不计，求： (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功； (2)粒子从A到C过程所经历的时间； (3)粒子经过C点时的速率． 4. 如图所示，一质量为m，带电量为+q的小球以速度v0沿竖直方向从A点垂直进入匀强电场中，经过一段时间后到达B点，其速度变为水平方向，大小仍为v0，重力加速度为g，求： (1)匀强电场的场强大小； (2)小球由A到B的位移； (3)小球上升的最大高度； (4)小球速度的最小值． 5. 在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示.小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力.求： (1)小球水平位移x1与x2的比值； (2)小球落到B点时的动能Ek； (3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能Ekmin. 6. 如图所示，一绝缘“⊂”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的．现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上，小环所受的电场力为重力的，重力加速度为g. (1)若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离； (2)若将小环由M点右侧5R处静止释放，设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功． 7. 如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ＝37°，半径r＝2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E＝2×N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．质量m＝5×l0kg、电荷量q＝+1×10﹣6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度＝3m/s冲上斜轨．以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向．已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ＝0.25，设小物体的电荷量保持不变，取g＝10m/s2.  (1)求弹簧枪对小物体所做的功；  (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度． 8. 在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ＝37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k＝5 N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面。水平面处于场强E＝5×104 N/C、方向水平向右