带电粒子在电场中的偏转专题训练-2023-2024学年高二物理上学期 必修第三册（人教版）（含答案解析）

2023-2024学年高二物理上学期高二年级 带电粒子在电场中的运动专题训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、解答题 1．如图所示，一轻绳通过无摩擦的两个轻质定滑轮和质量为m的小球连接，另一端和套在绝缘光滑水平杆上质量为M、电荷量为+q的小物块连接，整个水平杆处于场强大小、方向水平向左的匀强电场中。图中OB为竖直线，与OA间的夹角，水平杆上A点到B点的距离为，设水平杆固定且足够长，小球向上运动不会接触定滑轮。已知重力加速度大小为g，、，现将小物块从A点由静止释放，试求： （1）物块到达B点时的动能； （2）物块向左滑动的最大距离； （3）物块向左滑动，到达距B点左侧的C点时，小球的速度大小； 2．如图，空间中存在水平向右、电场强度大小为E=3.0×103N/C的匀强电场，一长为l=1m的绝缘细线一端系在固定点O，另一端系一质量为m=0.08kg、电荷量为的金属小球（可视为质点）。现将小球拉至水平位置A（细线刚好拉直）并由静止释放，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）O、A两点间的电势差； （2）小球通过最低点B时细线对小球的拉力大小； （3）小球在摆动过程中最大速度的大小。 3．如图所示，可视为质点的物体质量为m=0.4kg、电量为q=＋2.0×10-2C，与水平绝缘轨道间的动摩擦因数为µ=0.2，水平轨道与半径为R=0.4m的竖直光滑半圆形绝缘轨道相切于B点，AB间距为L=1.0m，轨道整体固定在地面上，空间内存在竖直向下的匀强电场，场强为E=1.0×102N/C。重力加速度g取10m/s2。物体在半圆形轨道上的B点时对轨道的压力与物体在AB间时对轨道的压力之比，称为物体运动的压力比，则： （1）若使物体运动的压力比为24，则物体在出发点A的速度应为多大？ （2）若物体在出发点A开始水平向右运动，并沿圆弧轨道由D点飞出，则物体运动的压力比及物体在出发点A的速度应满足什么条件？ （3）若使物体运动的压力比为1.5，则物体运动后停的位置距离出发点A的距离为多少？ 4．如图所示，长为L的绝缘细线，一端悬于O点，另一端连接一质量为m的小球，在O点正下方钉一个钉子O’．现将细线向右水平拉直后从静止释放，细线碰到钉子后要使小球刚好绕钉子O’在竖直平面内做圆周运动．（重力加速度为g） （1）求小球刚到最低点时的速度； （2）求OO’的长度； （3）若小球带上负电，电量为q；在区域内加一水平向右，的匀强电场．再次将细线向右拉直后从静止释放，细线碰到钉子后小球刚好能绕钉子O’在竖直面内做圆周运动，求此时OO’的长度． 5．如图所示，两平行金属板A、B长为L=8cm，板间距为d=8cm，A板电势比B板高300V．一质量为m=10–20 kg、电荷量为q=10–10 C的带正电粒子（重力不计）以v0=2×106m/s的初速度沿两板中心线RO射入电场中；粒子飞出板间电场，经过MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，该电场不受界面PS影响；粒子最后垂直打在放置于中心线处的荧光屏bc上．已知PS⊥RO，MN、PS相距12cm，O点与界面PS相距9cm，静电力常量k=9×109 N·m2/C2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8． （1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离． （2）试粗略画出粒子运动全过程的轨迹． （3）求点电荷Q的电性及电荷量大小．（结果保留三位有效数字） 6．如图所示，足够长的倾角为37°的光滑绝缘斜面，处于方向沿斜面向上的匀强电场中，场强大小为，不带电滑块A和带电滑块B分别系于一根绝缘细绳的两端并置于斜面上，开始时细绳处于拉直状态，然后由静止释放两滑块，经时剪断细绳，若A、B的质量均为，B带电荷量为，sin37°=0.6，．求从滑块由静止释放开始，当滑块A的重力势能增量为零时，滑块A、B间的距离比原来增大了多少？ 7．如图所示，一带电液滴的质量为m、电荷量为-q（q>0），在竖直向下的匀强电场中刚好与水平面成30°角以速度v0向上做匀速直线运动．重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度的大小； （2）若电场方向改为垂直速度方向斜向下，要使液滴仍做直线运动，电场强度为多大？液滴前进多少距离后可返回？ 8．如图，水平放置的两带电平行金属板，板长均为L，板间电场强度为E，方向竖直向上，在下板的左右中心线上距左端L处开有一小孔。有两个质量均为m的油滴一个带电一个不带电，二者同时进入两金属板间。其中油滴A以某一水平向右的速度从两板左端中央进入后，沿两板间中心直线运动；油滴B以竖直向上的初速v0从下板小孔处进入后，恰能到达两板的中间位置。已知两