1、九电场及带电粒子在电场中的运动1某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动()A半径越大,加速度越大 B半径越小,周期越大C半径越大,角速度越小 D半径越小,线速度越小答案C解析设原子核的电荷量为Q,原子核对电子的静电引力提供电子圆周运动的向心力,kma向mm2rm2r,可得a向k,T2 , ,v ,则半径r越大,加速度a向、角速度和线速度v均越小,而周期T越大,故C正确。2. (人教版选修31 P5演示实验改编)如图所示是探究电荷间相互作用力的示意图,图中金属球A带正电,置于绝缘支架上,带电小球B悬于绝缘丝线的下端,质量为m。当悬在P1点,B球
2、静止时,两带电小球刚好在同一高度,此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,则()AA、B间的库仑力为mgcotBA、B间的库仑力为mgsinC将悬点移到P2,平衡时B低于AD将悬点移到P2,平衡时A、B仍在同一高度答案C解析当B球处于平衡状态时,刚好与A球在同一水平面上,其受力如图所示,A、B带同种电荷,由力的平行四边形定则可得:F库mgtan,故A、B错误;若把悬点移到P2,由库仑定律可知,距离越远,A、B间的库仑力越小,故平衡时B低于A,C正确,D错误。3一电子只在电场力作用下从电场中的A点移动到B点的过程中,电子克服电场力做了3 eV的功,则()AA点的电势比B点的电势高3 VB
3、A点的电势比B点的电势低3 VC电子的电势能减少了3 eVD电子的动能增加了3 eV答案A解析由题意知,WABeUAB3 eV,故UAB3 V,又UABAB,得AB3 V,因此A正确,B错误;电场力做负功,电子的电势能增加,动能减小,C、D错误。4如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为()A200 V/m B200 V/mC100 V/m D100 V/m答案A解析设OA中点为C,则C3 V,CB,即B、C在同一等势面上,如图所示,由电场线与等势面的关系和几何关系知:d1.5 cm
4、,E V/m200 V/m,A正确。5一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器()A极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变答案D解析由C可知,当将云母介质移出时,r变小,电容器的电容C变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U不变,根据QCU可知,当C减小时,Q减小。再由E,U与d都不变,可知电场强度E不变,D正确。6(人教版选修31 P39第4题改编)一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一电场由静止加速后,进入匀强电场,
5、已知一价氦离子在电场中的运动轨迹如图中轨迹1,下列说法正确的是()A一价氢离子的轨迹可能是2B二价氦离子的轨迹可能是3C一价氢离子的轨迹可能是3D二价氦离子的轨迹一定是1答案D解析设正电荷的电荷量为q,质量为m,加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电极板长为L,板间距离为d。加速电场中qU1mv,偏转电场中运动时间t,偏转距离yat22,得到y,设速度偏转角为,则tan,由上可知y、与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子、二价氦离子在偏转电场中轨迹重合,故D正确。7(多选)如图所示,一带电小球固定在光滑水平面上的O点,虚线a、b、c、d是带电小球激发电场的四条等距离的等势线,一
6、个带电小滑块从等势线d上的1处以水平初速度运动,结果形成了实线所示的运动轨迹。1、2、3、4、5是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点。下列判定正确的是()A固定小球与小滑块带异种电荷B在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变C在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小D小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中,电场力做功的大小关系是W34W45答案BC解析由图看出滑块的轨迹向右弯曲,可知滑块受到了斥力作用,则知小球与小滑块电性一定相同,故A错误;根据能量守恒定律可知,小滑块运动过程中具有的动能与电势能之和保持不变,故B正确;滑块与小球的距离先减小后增大,由库仑定律得知滑块所受的库仑力先增
7、大后减小,则其加速度先增大后减小,故C正确;小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中电场强度在变小,由Ud及WUq可知W34W45,故D错误。8(人教版选修31 P15第7题改编)如图所示,真空中有两个点电荷Q14.0108 C和Q21.0108 C,分别固定在x坐标轴的x0和x6 cm的位置上。(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零?(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的?答案(1)x12 cm处(2)0x6 cm和x12 cm的地方解析因为|Q1|Q2|,所以,在Q1左侧的x轴上,Q1产生的电场的电场强度总是大于Q2产生的电场的电场强度,且方向总是指向x轴负方向,在x0和x6 cm之间,电场强度总是指向x轴的正方向,只有在Q2右侧的x轴上,才有可能出现电场强度为0的点。(1)设该点到原点的距离为x,则kk0,即4(x6)2x20,解得x14 cm(不合题意,舍去)和x212 cm,所以,在x12 cm处电场强度等于0。(2)在x坐标轴上0x6 cm和x12 cm的地方,电场强度的方向总是沿x轴正方向的。