2026届高考物理三轮冲刺归纳练:带电物体(计重力)在匀强电场中的圆周运动常见考点
2026年高考物理三轮冲刺归纳练:
带电物体(计重力)在匀强电场中的圆周运动常见考点
1.如图,倾角为的倾斜轨道与半径为0.2m的半圆轨道在B处平滑相接,BC为半圆的竖直直径,一质量
,电荷量
的带正电的小球置于B处,整个装置处在水平向右的匀强电场中,电场强度
,倾斜轨道和半圆轨道均光滑绝缘,现给小球水平向右的速度,从B沿半圆轨道运动,最后从C点飞出,恰好垂直打在倾斜轨道AB上,最后以原速率反弹,当小球再次刚好回到C点时,立即撤去匀强电场和所有轨道并在该平面内加上匀强磁场,方向垂直纸面向外,磁感应强度大小
重力加速度
求
(1)小球垂直打在斜面上的点与B的距离;
(2)小球从B点出发经过F点(圆心等高点)时对轨道的压力大小(结果保留两位小数);
(3)小球再次回到C点后,小球运动速度的最大值。
2.如图所示,内壁光滑的绝缘薄壁圆筒倾斜放置在水平地面上,倾角为θ(可调节),圆筒的半径。长度
,
和O分别为圆筒左、右横截面圆的圆心,在圆筒的右横截面圆内建立直角坐标系xOy,以O为坐标原点,x轴水平,y轴通过横截面圆的最高点。一质量
,所带电荷量
的带正电小球自左横截面圆的最低点A点,从圆筒壁内侧以某一速度
沿x轴正方向抛出后,小球在圆筒内运动时恰未离开圆筒内壁,不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度
。
(1)若,求
的大小;
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(2)若,求
的大小;
(3)若,且在空间中加上沿v轴正方向的匀强电场,电场强度的大小
。让小球仍从A点以与(2)同样的速度抛出,求小球离开圆筒时在坐标系xOy中的位置坐标。
3.如图所示,在光滑水平地面上一轻质绝缘弹簧的一端连接在球B上,另一端与带电荷量为的绝缘球C接触但未拴接,两球静止、弹簧处于原长状态。球A从光滑斜面上距水平地面高为
处由静止滑下(不计小球A在斜面与水平地面衔接处的能量损失),与球B发生正碰后粘在一起,碰撞时间极短,稍后球C脱离弹簧,在水平地面上匀速运动后,进入固定放置在水平地面上的竖直光滑圆轨道(底部留有小球进入的小孔)。竖直线
与圆轨道相切,
的右侧存在一个水平向右的匀强电场,电场强度的大小为
。已知球A、B、C的质量分别为
,且三个小球均可视为质点。圆轨道的半径
,重力加速度
取
。求:
(1)球C脱离弹簧时的速度大小;
(2)球在圆轨道上运动过程中最大速度的大小;
(3)若改变球释放的高度
,要使得球C在圆轨道运动时中途不脱离轨道,求
对应的取值范围。(在球C离开弹簧后球
、B及弹簧均被拿走)
4.如图所示,在竖直平面内固定一半径为R、圆心为O的绝缘光滑圆轨道,AB为竖直直径,轨道处于电场强度大小为E、方向水平向左的匀强电场中。一质量为m的带正电小球(视为质点)静止在圆轨道内的C点,OC与OB的夹角。重力加速度大小为g,取
,
,不计空气阻力。
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(1)求小球所带的电荷量q;
(2)若给小球一个切线方向的初速度,小球恰好能沿圆轨道做完整的圆周运动,求小球运动过程中的最小速度;
(3)若小球以斜向右下方的初速度沿轨道从C点向B点运动,求小球到达B点时的加速度。
5.如图所示,在水平向左的匀强电场中,有一光滑圆形绝缘轨道竖直固定放置,其半径为
,电场线与圆轨道处在同一平面内,圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道
相切于
点。一小滑块(可视为质点)带正电且电荷量为q,质量为
,与水平轨道间的动摩擦因数
,现将小滑块从水平轨道的
点由静止释放,恰好能到达
点,MN的长度为
,已知重力加速度大小为
,求:
(1)、
两点的电势差大小
;
(2)滑块经过点时对轨道的压力大小。
6.如图甲,竖直平面的匀强电场中,长为L的绝缘细线一端固定于O点,另一端系着一个电荷量为q的带正电小球,小球静止在D点。现给小球垂直于OD的初速度,使其恰好能在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动,AC为圆的竖直直径,B点与圆心等高。已知A点的电势为,B点的电势为
,AC连线上沿着AC方向的点的电势
随该点与A点距离s变化的图像如图乙所示,OD与竖直直径的夹角为45°,重力加速度为g,求:
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