专题1.9带电粒子在电场中的运动-课时同步2018-2019学年高二物理人教版（选修3-1）

第一章 静电场 第9节 带电粒子在电场中的运动 1．如图所示，竖直平行金属板分别与电源正、负极相接，一带电颗粒沿图中直线从A向B运动，则该带电颗粒 A．动能减小 B．电势能减小 C．机械能减小 D．可能带负电 【答案】B 2．（2018·高考物理精准押题卷）ABCD区域内存在电场强度为E的匀强电场，一带正电为q的带电小球用长为l轻质细绳系于O点且绳子不可伸长，小球所受电场力为重力的5倍，如图所示在距O点为0.8l处有一个钉子，此时绳与竖直方向夹角为30°，小球离开电场时绳子恰好断裂，则下列说法正确的是 A．小球摆动过程中机械能守恒 B．碰到钉子时小球的速度为 C．小球离开电场能上升的最大高度为 D．小球飞出电场时所受绳子的最大拉力为 【答案】C 3．（2018·四川省成都市高三下学期高考模拟）在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104 N/C的匀强电场。在场中有一根长L=2 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04 kg的带电小球，它静止时细线与竖直方向成37°角。如图所示，给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（cos37°=0.8，g=10 m/s2） A．小球所带电量为q=3.5×10-5 C xk.w B．小球恰能做圆周运动动能最小值是0.96 J C．小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1.54 J D．小球恰能做圆周运动的机械能最小值是0.5 J 【答案】C 【解析】对小球进行受力分析如图所示： 根据平衡条件得：，解得：，故A错误；由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力 ，由C运动到A，，所以C点的机械能为，即机械能的最小值为1.54 J，故C正确，D错误。 【点睛】根据小球在平衡位置合力为0，可以求出小球所受的电场力从而得出小球的带电荷量；根据小球恰好在竖直面内做圆周运动这一临界条件，知，在平衡位置处合外力提供圆周运动的向心力从而求出小球动能的最小值。抓住小球能量守恒，电势能最大处小球的机械能最小，根据做功情况分析。 4．如图为示波管的原理图，如果在电极Y、Y′之间所加的电压按图甲所示的规律变化，在电极X、X′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图中的 【答案】B 【解析】在0~2t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上的最大位移处，当UY为负的最大值时，电子打在荧光屏上的最大负位移处，因此一个周期内荧光屏上的图象为B。 5．（2018·甘肃省天水市第一中学高三下学期第三次模拟）如图所示，竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环，其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O，下端连接一个质量为m、电荷量为q，可视为质点的小环。小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘，整个装置处在水平向右的匀强电场中。将小环从A点由静止释放、小环运动到B点时速度恰好为0。已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，则 A．电场强度的大小 B．小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹力不做功 C．小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大 D．小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg-kL 【答案】C 在A点；在B点，解得小环在A点时，弹簧压缩量为，受到大环对它的弹力为，D错误。 6．如图，两平行金属板水平放置，板长为L，间距为d，板间电压为U，一个不计重力的电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则 A．在时间内，电场力对粒子做的功为 B．在时间内，电场力对粒子做的功为 C．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1:2 D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1:1 【答案】D 【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场中的 ... ...