1、带电粒子在电场中的运动1、如图所示,图中实线是一组未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图不能作出的正确判断是( )A.带电粒子在两点的受力方向B.带电粒子所带电荷的电性C.带电粒子在两点的加速度大小关系D.带电粒子在两点的速度大小关系2、如图甲为一对长度为L的平行金属板,在两板之间加上如图乙所示的电压.现沿两板的中轴线从左端向右端连续不断射入初速度为的相同带电粒子(重力不计),且所有粒子均能从平行金属板的右端飞出,若粒子在两板之间的运动时间均为T,则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是
2、( )A.1:1B.2:1C.3:1D.4:13、 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板中央各有一小孔,小孔分别位于点.由Q点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到点,则由O点静止释放的电子( )A.运动到P点返回B.运动到P和点之间返回C.运动到点返回D.穿过点4、如图，在场强大小为5104N/C，方向水平向左的匀强电场中，一质量为1kg、电量为 +210-5C的物体在t=0时刻以某一速度v0向右运动。已知物体与绝缘水平面间的动摩擦因数为0.2，取向右为正方向，则能反映物体所受摩擦力f 随时间t变化的图像为（g=10m/s2）( )A BC D5、用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线
3、，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成，如图所示。现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（）( )A. 该匀强电场的场强为B. 平衡时细线的拉力为0.17NC. 经过0.5s，小球的速度大小为6.25m/sD. 小球第一次通过O点正下方时，速度大小为7m/s6、如图甲所示,在两极板a、b之间有一静止的电子,当在a、b之间加上如图乙所示的变化电压时(开始时a板带正电),电子的运动情况是(不计重力,板间距离足够大,a、b间电压大小不变)( )A.电子一直向a板运动B.电子一直向b板运动C.电子先向a板运动,再返回一直向b板运动D.电子
4、在两板间做周期性往返运动7、如图所示,一带正电的点电荷固定于Q点,两虚线圆均以Q为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d为轨迹和虚线圆的交点.不计带电粒子的重力,下列说法正确的是( )A.c点的电势低于d点的电势B.N在c点的动能大于它在d点的动能C.M在a点的电势能等于它在b点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功8、如图所示,一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左.不计空气阻力,则小球( ) A.做直线运动 B.做曲线运动 C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小9、如图甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力
5、),两板间距离足够大。当两板间加上如图乙所示的交变电压后,在下图中,反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是( )。A.B.C.D.10、一对平行金属板长为L，两板间距为d，质量为m，电荷量为E的电子从平行板左侧以速度沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压如图所示，交变电压的周期，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则（ ）A.所有电子都从右侧的同一点离开电场B.所有电子离开电场时速度都是C.时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大D.时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为11、如图所示，在竖直向上的
6、匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a,最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A. 小球带负电B. 电场力与重力平衡C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大D. 小球在运动过程中机械能守恒12、如图，在竖直平面内有一匀强电场，一带电荷量为q、质量为m的小球在力F(大小可以变化)的作用下沿图中虚线由A至B做竖直向上的匀速运动已知力F和AB间夹角为，A、B间距离为d，重力加速度为g.则( )A力F大小的取值范围只能在B电场强度E的最小值为C小球从A运动到B电场力可能不做功D若电场强度时，小球从A运动到
7、B电势能变化量大小可能为13、如图所示,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以初速度沿与水平方向夹角为的方向射出,粒子在运动过程中所受空气阻力大小恒为,如果在某方向上加一定大小的匀强电场,粒子可沿初速度方向做直线运动.1.求所加匀强电场的电场强度的最小值及方向;2.若加上水平方向的匀强电场,经过一段时间后粒子又回到了O点,求粒子回到O点时的速度大小.14、如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：(1)A点在斜轨道上的高度h；(2)小
8、球运动到最低点C时，圆轨道对小球的支持力的大小15、如图所示,两竖直虚线间距为L,之间存在竖直向下的匀强电场。自该区域的A点将质量为M、电荷量电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出。小球进入电场区域,并从该区域的右边界离开。已知N离开电场时的位置与A点在同一高度;M刚离开电场时的动能为刚进入电场时动能的8倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。已知A点到左边界的距离也为L。（1）求该电场的电场强度大小;（2）求小球射出的初速度大小;（3）要使小球M、N离开电场时的位置之间的距离不超过L,仅改变两小球的相同射出速度,求射出速度需满足的条件。 答案以及解析1答案
9、及解析：答案：B解析：粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在两点受到的电场力沿电场线向左,由于电场线方向未知,无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性,故A正确,B错误;A点的电场线比B点密集,则A点的场强较大,粒子在A点所受电场力较大,加速度较大,故C正确;由运动轨迹知粒子在B点电势能大,由能量守恒定律知粒子在该点动能小,即粒子在B处的速度小,故D正确.本题选不能判断的,故选B. 2答案及解析：答案：C解析：设偏转电场电压不为零时,粒子在偏转场中的加速度为a,若粒子在时刻进入偏转场,则竖直方向上先加速后匀速然后飞出偏转场,此时粒子偏转位移最大,.若粒子在时刻进入偏转场,则竖直方向上先静止后加
10、速然后飞出偏转场,此时粒子偏转位移最小,.则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是3:1.故C项正确,A、B、D错误. 3答案及解析：答案：A解析：由题意可知，电子在A、B板间的电场中加速运动，在B、C板间的电场中减速运动，设A、B板间的电压为U、B、C板间的电场强度为E、M、P两点间的距离为d,则有，若将C板向右平移到P点，B、C两板所带电荷量不变，由可知，B、C两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在A、B板间加速运动后，在B、C板间减速运动，到达P点时速度为零，然后返回，A正确，BCD错误。 4答案及解析：答案：B解析：初始时刻，物体以一定初速度向右滑行，受到向左的滑动摩擦力，取向
11、右为正方向：，而物体受到电场力也向左，水平方向合力向左，开始减速，当速度减为零时：因为电场力，所以物体静止，根据受力平衡，此时，静摩擦力向右，大小和电场力相等：，所以ACD错误，B正确 5答案及解析：答案：C解析：小球在平衡位置时，由受力分析可知：qE=mgtan37，解得，细线的拉力：，选项AB错误； 小球向左被拉到细线水平且拉直的位置，释放后将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动，其方向与竖直方向成370角，加速度大小为，则经过0.5s，小球的速度大小为v=at=6.25m/s，选项C正确；小球从水平位置到最低点的过程中，若无能量损失，则由动能定理：，带入数据解得v=7m/s；因小球从水
12、平位置先沿直线运动，然后当细绳被拉直后做圆周运动到达最低点，在绳子被拉直的瞬间有能量的损失，可知到达最低点时的速度小于7m/s，选项D错误；故选C. 6答案及解析：答案：D解析：在时间内,电子受到的电场力方向向上,则向上做匀加速直线运动,在时间内,电子受到的电场力方向向下,向上做匀减速直线运动,0.2s时刻速度为零;在时间内,电子受到的电场力方向向下,向下做匀加速直线运动,在时间内,电子受到的电场力方向向上,向下做匀减速直线运动,接着重复前面的运动,故电子在两板间做周期性往返运动.故选D. 7答案及解析：答案：D解析：正点电荷产生的电场,电场线背离正电荷,由沿电场线方向电势越来越低知,c点的电
13、势高于d点的电势, 选项A错误;由图知带正电,N从c点到d点的过程中电场力做正功,根据动能定理知,N在c点的动能小于它在d点的动能,选项B错误,D正确;在点电荷产生的电场中,以点电荷为圆心的球面为等势面,则a点的电势高于b点的电势,由图知,M带负电,由负电荷在电势低处电势大知,M 在a点的电势能小于它在b点的电势能,选项C错误. 8答案及解析：答案：BC解析：小球受到的电场力水平向左,重力竖直向下,因此重力与电场力的合力斜向左下且恒定,与初速度的方向夹角大于90,因此小球做类斜上抛运动,轨道是抛物线,速率先减小后增大,B、C正确. 9答案及解析：答案：AD解析：由图像知:两板所加的电压为时,两
14、板间为匀强电场且场强大小为,当两板所加电压为时,两板间电场为匀强电场且场强大小为-,电子在一个周期的时间内第一个做匀加速直线运动,第二个内,做匀减速直线运动到速度为零,第三个内反向做匀加速直线运动,第四个内做反向匀减速直线运动,回到出发点,AD正确。 10答案及解析：答案：BD解析：电子进入电场后做类平抛运动，不同时刻进入电场的电子竖直方向分速度图像如图，根据图像的“面积”大小等于位移可知各个粒子在竖直方向上的位移大小。A项，粒子在电场中运动的时间为，根据图像的“面积”大小等于位移可知，各个电子在竖直方向的位移不全相同，故所有电子从右侧离开电场的位置不全相同，故A项错误；B、C项，粒子在电场中
15、运动的时间为，由图可知电子离开电场时竖直方向的速度都为零，只剩下水平方向的速度，所有时刻进入电场中的粒子在离开电场时，动能都相同，故B项正确，C项错误；D项，由图像可知，时刻进入电场的粒子，在时刻的位移最大，粒子在电场中的加速度为，则，在时刻进入电场的粒子在竖直方向的位移最大，等于，所以有：，联立解得，故D项正确。综上所述，本题正确答案为BD。 11答案及解析：答案：BC解析：小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受重力、电场力 和细绳的拉力，可判断出重力与电场力平衡，小球带正电，故A错误，B正确。小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，故C正确.由于电场力做功，所以小球在运
16、动过程中机械能不守恒，故D错误。 12答案及解析：答案：BCD解析：小球受到重力mg、力F与电场力qE，因为小球做匀速直线运动，合力为零，则F与qE的合力与mg大小相等、方向相反，作出F与qE的合力，如图所示，可知， 当电场力qE沿水平方向时，电场力qE可以继续增大，F也能继续增大，F可以大于，A错误；当电场力qE与F垂直时，电场力最小，此时场强也最小，则得：，所以电场强度的最小值为：，B正确；若电场强度，电场力qE可能与AB方向垂直，如图位置1，小球从A运动到B电场力不做功，电势能变化量为0，也可能电场力位于位置2方向，则电场力做功为，C、D正确 13答案及解析：答案：1.,方向与垂直且斜向
17、左上方2.解析：1.当场强方向与垂直且斜向左上方时,即电场力在垂直速度方向上与重力的分力抵消时,电场强度最小,如图所示,则,所以.2.分析可知电场方向水平向左,垂直速度方向有,沿速度方向,由牛顿第二定律得,解得.粒子做减速运动的位移,对往返全过程,由动能定理得,解得. 14答案及解析：答案：(1)由题意得：设小球到B点的最小速度为，则由牛顿第二定律可得：，对AB过程由动能定理可得：,联立解得：；(2)对AC过程由动能定理可得：，由牛顿第二定律可得：联立解得：F3mg.解析： 15答案及解析：答案：（1）（2）（3）解析：（1）设小球M、N在A点水平射出的初速度大小为,则他们进入电场时是水平速度仍然为,所以小球M、N在电场中运动的时间相等。进入电场前,水平方向，竖直方向下落的距离，进入电场时竖直速度进入电场后,水平方向，故，设N粒子运动的加速度为a,竖直方向有: ，解得: ，由牛顿第二定律得: 解得: （2）粒子M射出电场时竖直速度为，解得: （3）以竖直向下为正,M的竖直位移为N的竖直位移为，解得:
