内容正文:
专题10 带电粒子在电场中的运动
目录
一、 电场中的平衡问题 1
二、 电场中的匀变速直线运动问题 2
三、 电场中的类抛体运动 4
四、 电场中的圆周运动 5
五、 带电粒子在交变电场中的运动 6
六、功能关系在电场中的应用 8
1、 电场中的平衡问题
1.(22-23高一下·山东潍坊·期末)如图所示,O点正下方固定一带电量为Q的金属环。质量为m、带电量为q的小球用绝缘细线悬挂于O点,小球平衡时与环中心等高,细线与竖直方向夹角为。已知细线长为L,重力加速度为g,静电力常量为k。则( )
A.细线拉力大小为mg
B.细线拉力大小为
C.小球受静电力大小为
D.金属环在小球处产生电场的电场强度大小为
2.(22-23高一下·浙江宁波·期末)如图,在光滑的定滑轮下方处固定一个带电小球A。绝缘细线绕过定滑轮与另一带电小球B连接。开始时A、B两球间距为d,在同一水平面上处于静止状态。现有一力F缓慢向左拉动细线,在A、B连线转至与水平面成45°的过程中,下列说法正确的是( )
A.细线上的拉力先减小后增大
B.B球受到的库仑力大小不变
C.B球受到的库仑力对对B球做负功
D.细线与竖直方向的夹角不变
3.(22-23高一下·河南周口·期末)如图所示,带电荷量均为q(q>0)的小球甲、乙(视为质点)分别用绝缘的轻质细线悬挂在O点,其中乙处在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,静止时甲、乙处在同一水平高度且间距为L,两细线与竖直方向的夹角均为30°。已知静电力常量为k,重力加速度为g,则乙与甲的质量之差为( )
A. B. C. D.
2、 电场中的匀变速直线运动问题
4.(22-23高一下·山东德州·期末)如图所示,空间中存在与水平方向成角斜向右上方的匀强电场,电场强度为,在电场中的点有一个质量为,电荷量为的带正电的小球。已知电场强度,其中为重力加速度,忽略空气阻力,下列对小球运动情况分析正确的是( )
A.若小球从静止释放,小球将做曲线运动
B.若小球以某一速度竖直向下抛出,小球的动能一直增加
C.若小球以某一速度竖直向上抛出,小球电势能先减小后增大
D.若小球初速度方向与电场线方向相同,最终小球可能竖直向下做直线运动
5.(22-23高二上·四川成都·期末)静电场分选是在高压电场中利用入选物料的电性差异进行分选的方法。如图,从漏斗漏出的混合物料经起电区(未画出)起电(带正电或负电)后沿电场中线由静止进入高压电场,物料全部落入地面上M、N槽中且打不到极板。已知物料颗粒(可视为质点)的质量均为m、电荷量大小均为q,漏斗底部距槽的高度为h,高压电场区域可视为匀强电场,电场强度大小为E,不计空气阻力和物料间的相互作用力,忽略槽的高度,重力加速度大小为g,则起电后的物料经过高压电场区域时( )
A.一定做曲线运动 B.电势能可能增大
C.极板间距一定大于 D.机械能增大
6.(22-23高一下·江苏徐州·期末)一个光滑绝缘的斜面固定在水平面上,并处于沿平行于斜面向上的匀强电场中,一个带+q的物块以初速度v0从斜面底端冲上斜面,上滑位移x0时速度恰好为零。取斜面底端所在处的高度和电势均为零,下列描述物块的机械能E机、电场力功率P、电势能Ep电、动能Ek随时间t或位移x变化的图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
3、 电场中的类抛体运动
7.(23-24高二上·北京丰台·期末)如图所示,一个正电荷由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电荷质量为m,电荷量为q,加速电场电压为。偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。不计正电荷所受重力,下列说法正确的是( )
A.正电荷从加速电场射出时具有的速度
B.正电荷从偏转电场射出时具有的动能
C.正电荷从偏转电场射出时速度与水平方向夹角的正切值
D.正电荷从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离
8.(22-23高二上·四川凉山·期末)如图,氕()、氘()、氚()和氦()的原子核由静止开始经同一加速电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上。下列说法正确的是( )
A.四种原子核飞出加速电场时的速度相同
B.四种原子核在偏转电场中的偏转距离不同
C.四种原子核飞出偏转电场时的动能相同
D.四种原子核打在荧光屏的同一位置上
9.(23-24高二上·福建泉州·期末)一带正电小球自A点水平向右射入水平向左的匀强电场中,小球从A点运动到P点的轨迹如图所示。已知AP方向与水平方向夹角为,不计空气阻力,则该过程中,( )
A.任意相等的时间内小球所受重力做功相等
B.任意相等的时间内小球所受电场力做功相等
C.小球电势能的增加量大于重力势能的减小量
D.小球电势能的增加量小于重力势能的减