1、课时跟踪检测（四十三） 带电粒子（体）在电场中运动的综合问题1.一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以v0做直线运动，其vt图像如图所示，粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列判断正确的是()AA、B、C三点的电势关系为BACBA、B、C三点场强大小关系为ECEBEAC粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功解析：选C因为不知道带电粒子的电性，所以无法判断电势的关系，故A错误；由速度图像可知，加速度先增大后减小，所以B点的加速度最大，电场强度最大，故B错误；由图像可知：动能先减小后增大，根据能量守恒可知：电势能先增大后减小
2、，故C正确；因为电势能先增大后减小，所以电场力先做负功后做正功，故D错误。2.有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是()A减小墨汁微粒的质量B增大墨汁微粒所带的电荷量C增大偏转电场的电压 D增大墨汁微粒的喷出速度解析：选D根据偏转距离公式y可知，为使打在纸上的字迹缩小，要增大墨汁微粒的质量，减小墨汁微粒所带的电荷量，减小偏转电场的电压，增大墨汁微粒的喷出速度，D正确。3.如图所示，真空中存在一个水平向
3、左的匀强电场，场强大小为E，一根不可伸长的绝缘细线长度为l，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的A点，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成60角的B点时速度为零。以下说法中正确的是()A小球在B点处于静止状态B小球受到的重力与电场力的关系是 qEmgC小球将在A、B之间往复运动，且幅度将逐渐减小D小球从A运动到B的过程中，电场力对其做的功为qEl解析：选D根据动能定理得：mglsin qEl(1cos )0，解得：qEmg，故B错误；tan ，解得：30f；所以滑块最终在圆弧轨道的下部分做往复运动，并且滑块运动到B点时速度恰好为零，对
4、滑块运用动能定理可得mgRqERmgx00，解得滑块在水平面上通过的总路程为x6 m，选项D正确。9制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示。加在极板A、B间的电压UAB做周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为kU0(k1)，电压变化的周期为2t，如图乙所示。在t0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场力作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用。若k，电子在02t时间内不能到达极板A，求d应满足的条件。解析：电子在0t时间内做匀加速运动加速度的大小a1位移x1a1t2在t2t时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运
5、动加速度的大小a2初速度的大小v1a1t匀减速运动阶段的位移x2依据题意dx1x2，解得d 。答案：d 潜能激发10. (2021威海一模)离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为()A. B.C. D.解析：选A在A处电离出正离子，经B、C之间电压加速后，由动能定理可知qUmv2，解得v ，以t时间内
6、喷射的离子为研究对象，应用动量定理有Ftnmv，又因为I，J，解得F，根据牛顿第三定律知推进器获得的推力大小为，故选项A正确，B、C、D错误。11如图甲所示，M、N为正对竖直放置的平行金属板，A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时，一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点，此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压，t0时，将带电小球仍从A点由静止释放，小球运动过程中始终未接触极板，则tT时，小球()A在B点上方 B恰好到达B点C速度大于v D速度小于v解析：选B在M、N两板间加上如题图乙所示的交变电压，小球受到重力和电场力的作用，电场力作周期性变化，且电场力在水平方向，所以小
7、球竖直方向做自由落体运动。在水平方向小球先做匀加速直线运动，后沿原方向做匀减速直线运动，t时速度为零，接着反向做匀加速直线运动，后继续沿反方向做匀减速直线运动，tT时速度为零。根据对称性可知在tT时小球的水平位移为零，所以tT时，小球恰好到达B点，故A错误，B正确。在0T时间内，小球所受的电场力做功为零，小球机械能变化量为零，所以tT时，小球速度等于v，故C、D错误。12.如图所示，在竖直边界线O1O2左侧空间存在一竖直向下的匀强电场，电场强度E100 N/C，电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB，其倾角为30，A点距水平地面的高度为h4 m。BC段为一粗糙绝缘平面，其长度为L m。斜面AB与
8、水平面BC由一段极短的光滑小圆弧连接(图中未标出)，竖直边界线O1O2右侧区域固定一半径为R0.5 m的半圆形光滑绝缘轨道，CD为半圆形光滑绝缘轨道的直径，C、D两点紧贴竖直边界线O1O2，位于电场区域的外部(忽略电场对O1O2右侧空间的影响)。现将一个质量为m1 kg、电荷量为q0.1 C的带正电的小球(可视为质点)在A点由静止释放，且该小球与斜面AB和水平面BC间的动摩擦因数均为。求：(g取10 m/s2)(1)小球到达C点时的速度大小；(2)小球到达D点时所受轨道的压力大小；(3)小球落地点距离C点的水平距离。解析：(1)以小球为研究对象，由A点至C点的运动过程中，根据动能定理可得(mgEq)h(mgEq)cos 30(mgEq)LmvC20，解得vC2 m/s。(2)以小球为研究对象，在由C点至D点的运动过程中，根据机械能守恒定律可得mvC2mvD2mg2R在最高点以小球为研究对象，可得FNmgm，解得FN30 N，vD2 m/s。(3)设小球做类平抛运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得mgqEma，解得a20 m/s2假设小球落在BC段，则应用类平抛运动的规律列式可得xvDt,2Rat2，解得x m m，假设正确。即小球落地点距离C点的水平距离为 m。答案：(1)2 m/s(2)30 N(3) m
