专题三 电场和磁场 第8讲 电场及带电粒子在电场中的运动-2024年高考二轮物理专题复习——题型整理

专题三 电场和磁场 第8讲 电场及带电粒子在电场中的运动 一．带电粒子在电场中的加速 1．（2023•浙江模拟）卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在若干年的运行时间中，卫星高度会发生变化（可达15km之多），利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿态的调整。离子推进器是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进的动力，原理如图所示：进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中推进器获得恒定的推力。设单位时间内飘入的正离子数目为n，离子质量为m，电荷量为q，加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（　　） A．正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小 B．离子推进器获得的平均推力大小 C．加速正离子束所消耗的功率P＝nqU D．为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以使用比荷更大的正离子作为推进器 变式一：（多选）2．（2024•成都模拟）如图，平行板电容器与电压为U的直流恒压电源相连，改变电容器板间距离d，待电路稳定后，带正电的粒子质量为m、电荷量为q，从靠近左板处由静止释放，测得粒子从出发至右板所用的时间为t，到达右板的速度大小为v，重复上述过程，完成多次实验。板间电场可视为匀强电场，粒子所受重力忽略不计。下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 变式二：（多选）3．（2023•浙江模拟）如图所示，两条完全相同的圆弧形材料AOB和COD，圆弧对应的圆心角都为120°，圆弧AOB在竖直平面内，圆弧COD在水平面内，以O点为坐标原点、水平向右为x轴正方向，两弧形材料均匀分布正电荷，P点为两段圆弧的圆心，已知P点处的电场强度为E0、电势为φ0，设圆弧AO在圆心P处产生的电场强度大小为E，产生的电势为φ，选无穷远的电势为零，以下说法正确的是（　　） A． B． C．将质子 （比荷 从 P 点无初速释放，则质子的最大速度为 D．若两段弧形材料带上的是等量异种电荷，则 x 轴上各点电场强度为零，电势为零 二．带电粒子在电场中的偏转 4．（2023•海淀区校级模拟）如图所示，场强大小为E，方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m，带电量分别为+q和﹣q的两粒子，由a，c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域（两粒子不同时出现在电场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于（　　） A． B． C． D． 变式一：5．（2024•青羊区校级模拟）如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1和R2为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带负电荷的微粒（不计重力）从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　） A． 保持开关S闭合，增大R1粒子打在O点左侧 B．保持开关S闭合，增大R2粒子打在O点左侧 C．断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧 D．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 变式二：6．（2023•黄山模拟）如图所示，平行板电容器水平放置，上极板带正电、下极板带负电并接地，一质量为m电荷量为q的带正电粒子a从两板左端中点入射，入射速度正对上极板中点A，已知板长为2d，板间距离为d，两板间电压为U，粒子重力不计且运动过程中不与极板碰撞，则（　　） A．粒子a射入电场时电势能为Uq B．粒子a在电场内运动过程中电势能最大时动能为零 C．若粒子a从下极板右边缘射出，其在运动过程中电势能最大值为Uq D．若粒子a射出点与射入点在同一水平线上，则其在电场中运动时间为 三．带电粒子在重力场和电场复合场中的运动 （多选）7．（2024•青羊区校级模拟）如图所示，竖直平面内建立直角坐标系，整个空间存在平行xoy平面的匀强电场，电场强度方向与y轴正方向成45°角。质量为m的带电小球从坐标原点沿x轴的正方向以初速度v0水平抛出，经过一段时间小球以的速度穿过y轴正半轴某点（图中未画），重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A．小球所受电场力大小为 B．小球所受电场力大小为 C．小球电势能最大时动能最小 D．小球电势能最大时水平速度大小等于竖直速度大小 变式一：（多选）8．（2024•成都模拟）如图，空间存在范围足够