专题19 匀强电场中的运动模型-【鼎力高考】2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练 专题19 匀强电场中的运动模型 特训目标 特训内容 目标1 高考真题（1T—4T） 目标2 匀强电场中的类平抛运动模型（5T—8T） 目标3 交变电场中的直偏运动模型（9T—12T） 目标4 重电复合场中的直线运动模型（13T—16T） 目标5 重电复合场中的类抛体运动模型（17T—20T） 目标6 重电复合场中的圆周运动模型（21T—24T） 【特训典例】 1、 高考真题 1．如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 2．AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（    ）      A．MC距离为 B．电势能增加了 C．电场强度大小为 D．减小R的阻值，MC的距离将变大 3．一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（    ）    A． B． C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 4．某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为d、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。 （1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压； （2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为，其中r为颗粒的半径，k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。 a、半径为R、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压； b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为和的两种颗粒，若的颗粒恰好100%被收集，求的颗粒被收集的百分比。    2、 匀强电场中的类平抛运动模型 5．真空中存在沿轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（　　） A．在电场中运动时的加速度相同 B．射入电场时的初速度相同 C．射入电场时的初动能相等 D．射入电场时的初动量相同 6．如图，在竖直平面内有一半径为、圆心为的圆形区域，在圆形区域内可以添加匀强电场或匀强磁场。一电荷量为、质量为的电子从圆形区域边界上的点沿半径方向以速度射入圆形区域，要使电子从圆形区域边界上的点离开圆形区域，，不计电子重力。下列说法正确的是（　　） A．可加磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场 B．可加磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场 C．可加电场强度大小为，方向竖直向上的匀强电场 D．可加电场强度大小为、方向竖直向上的匀强电场 7．如图所示为喷墨打印机的简化模型，重力可忽略的墨汁微粒，经带电室带负电后无初速度地进入电压为的加速电场，之后沿极板中线射入电压为的偏转电场，最终打在纸上。已知加速电场和偏转电场两极板间的距离均为d，偏转电场两极板板长为L，极板右侧到纸张的距离也为L，墨汁微粒所带电量为q，质量为m，O点为纸张与电场中线的交点，偏转电场的上极板接地（电势为零），忽略极板边缘电场的变化。则下列说法正确的是（　　） A．微粒从射入加速电场到打在纸上所用的时间为 B．微粒从偏转电场射出时的电势为 C．微粒从偏转电场射出时的电势为 D．改变的大小，越大，微粒打到纸上的点到O点的距离越小 8．半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作。如图所示为某晶圆掺杂机的简化模型图，平行金属板A、B加上电压，产生竖直方向的匀强电场；两电磁线圈间的圆柱形磁场视为匀强磁场，磁感应强度与电流I成正比。离子发生器产生的电量为＋q、质量为m的离子，以速度v₀沿电场的中央轴线飞入电场，当、时，离子恰好打到晶圆圆心O（0，0）点。已知晶圆垂直纸面放置，晶圆面内xOy坐标