重难专题：带电粒子在电场中运动的四种题型 分层同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

重难专题　带电粒子在电场中运动的四种题型

一、必备知识基础练

题组一　带电粒子在重力、静电力作用下的直线运动

1.相距10 cm的平行板A和B之间存在匀强电场,电场强度大小E=4×104 V/m,方向竖直向下,如图所示。电场中C点距B板3 cm,D点距A板2 cm。有一个质量为m=2×10-8 kg的带电微粒沿图中所示的虚线从C点运动至D点。若重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)

A.该微粒在D点时的电势能最大

B.该微粒可能做匀变速直线运动

C.在此过程中,静电力对微粒做的功为1×10-8 J

D.该微粒带正电,所带的电荷量为5×10-12 C

2.如图所示,水平向左的匀强电场中,质量为m的带电小球从A点沿直线运动到B点。不计空气阻力,在这一过程中(　　)

A.小球一定带负电

B.小球在做匀速直线运动

C.小球的电势能减小

D.小球的机械能增加

题组二　带电粒子在重力、静电力作用下的类平抛运动

3.如图所示,一个带负电的油滴以初速度v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中,v0与水平方向的夹角θ=45°,若油滴到达最高点时速度大小仍为v0,则油滴最高点的位置在(　　)

A.P点的左上方 B.P点的右上方

C.P点的正上方 D.上述情况都可能

4.(多选)如图所示,真空中存在竖直向下的匀强电场,一个带电油滴(考虑重力)沿虚线由a向b运动,以下判断正确的是(　　)

A.油滴一定带负电

B.油滴的电势能一定增大

C.油滴的动能一定减小

D.油滴的动能与电势能之和一定减小

题组三　带电粒子在重力、静电力作用下的圆周运动

5.(多选)如图所示,用绝缘细线系一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则(　　)

A.小球可能做匀速圆周运动

B.当小球运动到最高点a时,细线的拉力一定最小

C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能一定最小

D.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大

6.如图所示,一长为L=0.20 m的丝线的一端系一质量为m=1.0×10-4 kg、电荷量为q=+1.0×10-6 C的小球,另一端连在一水平轴O上,丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动,整个装置处在竖直向上的匀强电场中,电场强度E=2.0×103 N/C。现将小球拉到与轴O在同一水平面上的A点,然后无初速度地将小球释放,g取10 m/s2。求:

(1)小球通过最高点B时速度的大小;

(2)小球通过最高点B时,丝线对小球拉力的大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

二、关键能力提升练

7.(多选)如图为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受静电力的作用,则下列说法正确的是(　　)

A.带电粒子将做往复运动

B.2 s末带电粒子离出发点最远

C.2 s末带电粒子的速度为零

D.0~3 s内,静电力做的总功为零

8.如图所示,在一斜面顶端,将A、B两个带电小球先后以相同速度v0沿同一方向水平抛出,两球都落在斜面上,已知A球质量为2m、电荷量为+q,B球质量为m、电荷量也为+q,整个装置处于竖直向下的匀强电场中,电场强度E=,重力加速度g取10 m/s2。A、B两球在空中运动的时间分别为tA、tB,加速度分别为aA、aB,位移分别为sA、sB,落在斜面上时重力的功率分别为PA、PB,不计空气阻力,则(　　)

A.tA=2tB B.3aA=2aB

C.sA=2sB D.PA=3PB