资源简介

重难强化十 带电粒子在电场中运动的综合问题
目录
01 课标达标练 1
题型01 带电粒子的单向直线运动 1
题型02 带电粒子的往复运动 3
题型03 带电粒子在交变电场中的偏转 4
题型04 等效重力法解决综合运动问题 7
题型05 用三大观点解决力电综合问题 9
02 核心突破练 12
03 真题溯源练 17
01 带电粒子的单向直线运动
1．如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（电子电量为e，不计重力作用）下列说法中正确的是（　　）
A．若从时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B．若从时刻释放电子，电子可能在两板间振动
C．若从时刻释放电子，在恰好到达右极板，则到达右极板时电子的为
D．若从时刻释放电子，在时刻到达右极板，则到达右极板时的电子的动能是
【答案】AD
【详解】A B．若t=0时刻释放电子，电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，所以A正确，B错误；
C D．设两极板距离为，极板间电场强度大小若从时刻释放电子，在时刻到达右极板，则电子经历了先加速再减速后加速三个过程，每段加速度大小相同，则每段位大小相同，均为。全过程由动能定理得得又得，C错误，D正确。
故选AD。
2．（2024·广东·模拟预测）（节选）如图甲所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量m=2.0×10-27kg、电荷量q=＋1.6×10-19C的带电粒子从紧邻B板处释放，不计粒子重力。求：
（1）若A板电势变化周期T=1.0×10-5s，在t=0时将带电粒子从紧邻B板处无初速度释放，粒子到达A板时速度的大小；
【答案】（1）2.0×104m/s；
【详解】（1）电场强度
带电粒子所受电场力
解得
粒子在时间内走过的距离为
故带电粒子在 ,恰好到达A板，此时带电粒子速度
02 带电粒子的往复运动
3．（24-25广东广州·模拟）如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的关系图像。当时，在此匀强电场中静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A．内和内带电粒子的速度变化量相同
B．末与末带电粒子速度方向相反
C．末带电粒子离出发点最远
D．内，电场力做的总功为零
【答案】D
【详解】A．由牛顿第二定律可得
速度变化量为
内和内电场强度大小不同，带电粒子的加速度大小不同，速度变化量不相同，故A错误；
B．E-t图像相当于a-t图像，作出带电粒子的0～14s内的v-t图像如下图所示

由图像可知末与末带电粒子速度方向相同，故B错误；
C．图像与时间轴围成的面积表示位移，可知14s末带电粒子离出发点最远，故C错误；
D．根据图像可知内粒子初末速度相等，根据动能定理可知内，电场力做的总功为0，故D正确。
故选D。
03 带电粒子在交变电场中的偏转
4．如图甲所示，两平行金属板A、B的板长和板间距均为d，两板之间的电压随时间周期性变化规律如图乙所示。一不计重力的带电粒子束先后以速度从O点沿板间中线射入极板之间，若时刻进入电场的带电粒子在时刻刚好沿A板右边缘射出电场，则（　　）

A．时刻进入电场的粒子离开电场时速度大小为
B．时刻进入电场的粒子离开电场时速度大小为
C．时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中的最大速度为
D．时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中离A板的最小距离为0
【答案】B
【详解】A．依题意可知粒子带负电，由受力分析可知，时刻进入电场的粒子，沿电场方向在内向上做匀加速运动，在内向上做匀减速运动，根据对称性可知，在时刻，沿电场方向的速度刚好减为0，则粒子离开电场时速度大小为，故A错误；
B．时刻进入电场的粒子，沿电场方向在内向下做匀加速运动，在内向下做匀减速运动，根据对称性可知，在时刻，沿电场方向的速度刚好减为0，则粒子离开电场时速度大小为，故B正确；
CD．时刻进入电场的粒子，沿电场方向在内向上做匀加速运动，在内向上做匀减速运动，在内向下做匀加速运动，在内向下做匀减速运动；可知粒子在时刻的速度最大，在时刻与A板的距离最小；设粒子在电场中的加速度大小为，对于时刻进入电场的粒子，在时刻刚好沿A板右边缘射出电场，则有
，
可得
对于时刻进入电场的粒子，在时刻沿电场方向的分速度为
则时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中的最大速度为
在内粒子向上运动的位移大小为
则时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中离A板的最小距离为
故CD错误。
故选B。
5.如图甲所示，在空间中建立xOy坐标系，射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第Ⅱ象限，细管C到两金属板的距离相等，细管C开口在y轴上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，粒子刚好能以速度从细管C水平射出，进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场，粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，该电场的电场线沿半径方向指向圆心O，粒子运动轨迹处的场强大小为。在时刻粒子垂直于x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为2e（e为元电荷）、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是（　　）

A．粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量为
B．粒子从放射源P发射时的速度大小为
C．粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为
D．当时，粒子的坐标为
【答案】AC
【详解】AB．设粒子运动到C处时速度为，粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有
竖直方向有由牛顿第二定律联立解得，粒子从放射源发射出到C的过程，由动能定理解得设粒子发射时速度的大小为v，粒子从放射源发射至运动到C的过程，由动能定理解得故A正确，B错误；
C．由牛顿第二定律得故C正确；
D．时，粒子在x方向的速度为所以一个周期内，离子在x方向的平均速度
每个周期粒子在x正方向前进因为开始计时时粒子横坐标为所以nT时，粒子的横坐标为，粒子的纵坐标为在nT时粒子的坐标为
故D错误。故选AC。
04 等效重力法解决综合运动问题
6．如图所示，水平向右的匀强电场中，一根长的不可伸长的绝缘细线，一端连着一质量的带电小球，另一端固定于O点。把小球拉起至A点，此时细线水平，把小球从A点由静止释放，小球经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零，与夹角为，g取。则（　　）
A．小球一定带负电
B．小球从A点经过B点再到C点的过程中，机械能先增加后减小
C．细线所受的最大拉力为
D．小球到达B点时的动能为
【答案】D
【详解】A．对全过程，重力做正功，可知电场力做负功，可知电场力方向向右，则小球带正电，A 错误；
B．小球从A点经过B点再到C点的过程中，电场力一直做负功，可知小球的机械能一直减小，B错误；
C．对全过程根据动能定理可得解得重力和电场力的合力与水平方向夹角的正切值可得
如图所示
此时合力方向与圆弧的焦点为等效最低点，此时绳子的拉力最大，根据动能定理
在等效最低点，根据牛顿第二定律联立解得细线所受的最大拉力，C错误；
D．从A到B根据动能定理可得，D正确。故选D。
7．如图所示，为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中部分为倾角为的斜面，部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在水平向右的匀强电场中。现将一带正电质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能到达圆弧轨道的D点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．释放点A到斜面底端B的距离为
B．小滑块运动到C点时对轨道的压力为
C．小滑块运动过程中最大动能为
D．小滑块从D点飞出后恰好落在轨道上的B点
【答案】A
【详解】小滑块恰能到达圆弧轨道的D点，表明小球能通过轨道的等效最高点D，由几何关系得，与水平方向的夹角为，则得所以轨道等效最高点为圆心左上，重力和电场力的合力为在D点有
A．从A点到D点，由动能定理得
解得故A正确；
B．从C点到D点由动能定理得在C点有
解得根据牛顿第三定律得小滑块运动到C点时对轨道的压力为，故B错误；
C．小滑块运动到D点的对称点等效最低点时速度最大，由动能定理得
解得故C错误；
D．小球从D点抛出后，做类平抛运动，假设刚好落到B点，则有；则在合力方向的位移为则假设错误，故D错误。故选A。
05 用三大观点解决力电综合问题
8．（2023广东省潮州市高三（下）第二次模拟考试物理试题）图中AB是绝缘水平面上相距的两点，AB间存在一个水平向右的匀强电场，场强大小。一带电量，质量的绝缘滑块Q静置在A点，滑块Q与水平面的动摩擦因数。用长的轻绳将不带电小球P悬挂在A点正上方的O点，保持绳子绷紧，将P球拉至与点O等高的水平位置，如图所示。现给P球竖直向下的初速度，此后P球下摆与Q发生弹性正碰。已知P球质量也为m，整个过程没有电荷转移，P、Q体积大小均可忽略不计，轻绳不被拉断。（）求：
（1）P与Q第一次碰撞后瞬间，P与Q的速度大小；
（2）P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离；
（3）若场强E可变，试讨论在轻绳不松弛的前提下，滑块Q在AB段滑行的路程与电场强度E的关系。
【答案】（1），；（2）；（3）见解析
【详解】（1）小球P运动至与Q碰撞前，有解得
P与Q发生弹性碰撞，有；解得，
（2）设碰撞后，Q没有滑离AB段，当Q减速至0，有解得
假设成立，即P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离为1.5m。
（3）当P与Q第一次碰撞后，Q恰好能滑到B点，则解得
当时，Q从B点离开电场，则Q在AB段滑行的路程为
当时，Q没有从B离开，因为则Q返回再次与P相碰。设Q第一次在AB段减速至0的位移为时，返回与P碰撞后，P恰好能回到O点等高位置，则
设Q回到A点时速度为，Q从A开始运动到又回到A点时，有
P与Q再次碰撞，质量相等弹性碰撞，交换速度，则碰后P的速度也为v2，此后P运动至圆心等高，有
解得当时，P超过O点等高位置，因为，P无法到达最高点，绳子松懈，不满足条件。
当时，因为，Q无法停在AB段，最终停在A点，全过程，对系统，由能量守恒，有解得则Q在AB段滑行的路程为综上：为保证绳子不松懈需满足为：；当时，Q在AB段滑行的路程为；当时，Q在AB段滑行的路程为。
9．（2024·广东深圳·二模）如图所示为某一弹射游戏简化模型的俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求：
（1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期；
（2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。
【答案】（1）1m/s，2s；（2），（2.2m，2.85m）
【详解】（1）由题可知，在M点A、B刚好分离，此时弹簧刚好恢复原长，此时A、B共速且速率达到最大，设此时速度大小为v，则
解得
即A、B分离时B的速度大小为
分离后A做简谐运动，M点为平衡位置，经过半个周期再次回到M处，达到最大速度，设A运动的周期为，则有
解得
（2）由题可知AB分离时，B的速度方向与x轴正方向的夹角为，且
即，AB分离后，A物体做简谐运动，B在电场中做曲线运动。
设从分离开始计时经过时间，物块A第四次达到最大速度，则
解得
此时B距离y轴最远，对B在x方向上，由动量定理
y方向上匀速运动，有
解得
，m，m
此时物块B位置的坐标（2.2m，2.85m）
1．（2024·广东·一模）电视机显像管的结构示意图如图所示，电子枪均匀发射的电子束经加速电场加速后高速通过偏转电场，最后打在荧光屏上呈现光斑，在显像管偏转极板上加上不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不同情况，以上极板带正电时为正，下列说法正确的是（　　）
A．若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，则可以在荧光屏上看到一个固定的光斑
B．若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏的O点下侧移动
C．若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上从上向下移动
D．若在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动
【答案】D
【详解】A.若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，当电子是在正向电压时间段进入偏转电场，在荧光屏上侧留下一个光斑；当电子是在反向电压时间段进入偏转电场，在荧光屏下侧留下一个光斑；可以看到荧光屏的O点上侧、下侧各一个光斑。故A错误；
B.若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，电子一直向上偏转，所以在荧光屏O点上方看到一个光斑移动，故B错误；
C.若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，电子先向下偏转再向上偏转，可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动，故C错误；
D.若在偏转极板加上如图丁所示的正弦式偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动，故D正确。
故选D。
2．（2024·广东深圳·二模）如图所示，在倾角为的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力（　　）
A．过程中，电场强度的大小恒为
B．过程中，物体电势降低了
C．过程中，物体加速度的大小先变小后变大
D．过程中，电场强度为零
【答案】BCD
【详解】A．过程中，电场力做正功，机械能增大，则
解得
故A错误；
B．过程中，电场力做正功，故电势降低，可得
解得
故B正确；
C．图像的斜率表示电场力大小，故过程中，斜率逐渐减小到零，故电场力逐渐减小到零，物体加速度
可知加速度先减小到零，后沿斜面向下增大，故C正确；
D．过程中，此过程中机械能不变，故只有重力做功，故电场力为0，则电场强度为零，故D正确。
故选BCD。
3．（2024·广东广州·二模）在真空中存在着方向竖直向上、足够大且周期性变化的匀强电场E。将一个质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）t=0时刻由静止释放，小球开始以的加速度向上运动。已知电场的周期为T=2t0，规定竖直向上为正方向，重力加速为g，求：
（1）匀强电场E的大小；
（2）t=3t0时小球的速度；
（3）小球在0~2.5t0时间内机械能的变化量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）有电场时，由牛顿第二定律得
解得匀强电场E的大小为
（2）当时，小球速度为
当时，小球速度为
当时，小球速度为
（3）内小球的位移为
方向向上；内小球机械能变化量为
内小球的位移为
方向向下；内小球机械能变化量为
则内小球机械能变化量为
4．如图，在水平地面上固定一倾角为的粗糙绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为、带电量为的滑块从距离弹簧上端为处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，物块与斜面间动摩擦因数为，重力加速度大小为。
（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间；
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为，求滑块从静止释放到速度大小为过程中弹簧弹性势能的增加量。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为，则有；联立可得
（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有
从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得
联立可得
5．（24-25·广东湛江·模拟）如图所示，有一半径为R的圆轨道，其所在平面有水平向左的匀强电场，电场强度大小一质量为m、电荷量为q（q<0）的小球沿轨道内侧在竖直平面内运动，小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，A、B为轨道水平直径的两端，C是轨道最低点，小球经过B点时对轨道的压力为11mg，已知重力加速度大小为g。求：
(1)带电小球在B点速度大小；
(2)带电小球在C点时对轨道压力大小；
(3)此过程中带电小球在圆轨道上运动的最小动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由题意，对点受力分析可得
解得
（2）C到B点由动能定理
可得
对C点受力分析，由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球在C点时对轨道压力大小8mg。
（3）小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在等效最高点D点（如图所示）时速度最小，在D点重力和电场力的合力方向指向圆心，此时D点与圆心的连线与竖直方向的夹角为则有
小球从C→D由动能定理
带电小球在圆轨道上运动的最小动能
1．（2022·广东·高考真题）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。求：
（1）比例系数k；
（2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离电势能的变化量；
（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。
【答案】（1）；（2）油滴A不带电，油滴B带负电，电荷量，电势能的变化量；（3）见解析
【详解】（1）未加电压时，油滴匀速时的速度大小
匀速时
又
联立可得
（2）加电压后，油滴A的速度不变，可知油滴A不带电，油滴B最后速度方向向上，可知油滴B所受电场力向上，极板间电场强度向下，可知油滴B带负电，油滴B向上匀速运动时，速度大小为
根据平衡条件可得
解得
根据
又
联立解得
（3）油滴B与油滴A合并后，新油滴的质量为，新油滴所受电场力
若，即
可知
新油滴速度方向向上，设向上为正方向，根据动量守恒定律
可得
新油滴向上加速，达到平衡时
解得速度大小为
速度方向向上；
若，即
可知
设向下为正方向，根据动量守恒定律
可知
新油滴向下加速，达到平衡时
解得速度大小为
速度方向向下。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)重难强化十 带电粒子在电场中运动的综合问题
目录
01 课标达标练 1
题型01 带电粒子的单向直线运动 1
题型02 带电粒子的往复运动 3
题型03 带电粒子在交变电场中的偏转 4
题型04 等效重力法解决综合运动问题 7
题型05 用三大观点解决力电综合问题 9
02 核心突破练 12
03 真题溯源练 17
01 带电粒子的单向直线运动
1．如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（电子电量为e，不计重力作用）下列说法中正确的是（　　）
A．若从时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B．若从时刻释放电子，电子可能在两板间振动
C．若从时刻释放电子，在恰好到达右极板，则到达右极板时电子的为
D．若从时刻释放电子，在时刻到达右极板，则到达右极板时的电子的动能是
2．（2024·广东·模拟预测）（节选）如图甲所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量m=2.0×10-27kg、电荷量q=＋1.6×10-19C的带电粒子从紧邻B板处释放，不计粒子重力。求：
（1）若A板电势变化周期T=1.0×10-5s，在t=0时将带电粒子从紧邻B板处无初速度释放，粒子到达A板时速度的大小；
02 带电粒子的往复运动
3．（24-25广东广州·模拟）如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的关系图像。当时，在此匀强电场中静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A．内和内带电粒子的速度变化量相同
B．末与末带电粒子速度方向相反
C．末带电粒子离出发点最远
D．内，电场力做的总功为零
03 带电粒子在交变电场中的偏转
4．如图甲所示，两平行金属板A、B的板长和板间距均为d，两板之间的电压随时间周期性变化规律如图乙所示。一不计重力的带电粒子束先后以速度从O点沿板间中线射入极板之间，若时刻进入电场的带电粒子在时刻刚好沿A板右边缘射出电场，则（　　）

A．时刻进入电场的粒子离开电场时速度大小为
B．时刻进入电场的粒子离开电场时速度大小为
C．时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中的最大速度为
D．时刻进入电场的粒子在两板间运动过程中离A板的最小距离为0
5.如图甲所示，在空间中建立xOy坐标系，射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第Ⅱ象限，细管C到两金属板的距离相等，细管C开口在y轴上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，粒子刚好能以速度从细管C水平射出，进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场，粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，该电场的电场线沿半径方向指向圆心O，粒子运动轨迹处的场强大小为。在时刻粒子垂直于x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为2e（e为元电荷）、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是（　　）

A．粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量为
B．粒子从放射源P发射时的速度大小为
C．粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为
D．当时，粒子的坐标为
04 等效重力法解决综合运动问题
6．如图所示，水平向右的匀强电场中，一根长的不可伸长的绝缘细线，一端连着一质量的带电小球，另一端固定于O点。把小球拉起至A点，此时细线水平，把小球从A点由静止释放，小球经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零，与夹角为，g取。则（　　）
A．小球一定带负电
B．小球从A点经过B点再到C点的过程中，机械能先增加后减小
C．细线所受的最大拉力为
D．小球到达B点时的动能为
7．如图所示，为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中部分为倾角为的斜面，部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在水平向右的匀强电场中。现将一带正电质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能到达圆弧轨道的D点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．释放点A到斜面底端B的距离为
B．小滑块运动到C点时对轨道的压力为
C．小滑块运动过程中最大动能为
D．小滑块从D点飞出后恰好落在轨道上的B点
05 用三大观点解决力电综合问题
8．（2023广东省潮州市高三（下）第二次模拟考试物理试题）图中AB是绝缘水平面上相距的两点，AB间存在一个水平向右的匀强电场，场强大小。一带电量，质量的绝缘滑块Q静置在A点，滑块Q与水平面的动摩擦因数。用长的轻绳将不带电小球P悬挂在A点正上方的O点，保持绳子绷紧，将P球拉至与点O等高的水平位置，如图所示。现给P球竖直向下的初速度，此后P球下摆与Q发生弹性正碰。已知P球质量也为m，整个过程没有电荷转移，P、Q体积大小均可忽略不计，轻绳不被拉断。（）求：
（1）P与Q第一次碰撞后瞬间，P与Q的速度大小；
（2）P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离；
（3）若场强E可变，试讨论在轻绳不松弛的前提下，滑块Q在AB段滑行的路程与电场强度E的关系。
9．（2024·广东深圳·二模）如图所示为某一弹射游戏简化模型的俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求：
（1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期；
（2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。
1．（2024·广东·一模）电视机显像管的结构示意图如图所示，电子枪均匀发射的电子束经加速电场加速后高速通过偏转电场，最后打在荧光屏上呈现光斑，在显像管偏转极板上加上不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不同情况，以上极板带正电时为正，下列说法正确的是（　　）
A．若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，则可以在荧光屏上看到一个固定的光斑
B．若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏的O点下侧移动
C．若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上从上向下移动
D．若在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动
2．（2024·广东深圳·二模）如图所示，在倾角为的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力（　　）
A．过程中，电场强度的大小恒为
B．过程中，物体电势降低了
C．过程中，物体加速度的大小先变小后变大
D．过程中，电场强度为零
3．（2024·广东广州·二模）在真空中存在着方向竖直向上、足够大且周期性变化的匀强电场E。将一个质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）t=0时刻由静止释放，小球开始以的加速度向上运动。已知电场的周期为T=2t0，规定竖直向上为正方向，重力加速为g，求：
（1）匀强电场E的大小；
（2）t=3t0时小球的速度；
（3）小球在0~2.5t0时间内机械能的变化量。
4．如图，在水平地面上固定一倾角为的粗糙绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为、带电量为的滑块从距离弹簧上端为处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，物块与斜面间动摩擦因数为，重力加速度大小为。
（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间；
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为，求滑块从静止释放到速度大小为过程中弹簧弹性势能的增加量。
5．（24-25·广东湛江·模拟）如图所示，有一半径为R的圆轨道，其所在平面有水平向左的匀强电场，电场强度大小一质量为m、电荷量为q（q<0）的小球沿轨道内侧在竖直平面内运动，小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，A、B为轨道水平直径的两端，C是轨道最低点，小球经过B点时对轨道的压力为11mg，已知重力加速度大小为g。求：
(1)带电小球在B点速度大小；
(2)带电小球在C点时对轨道压力大小；
(3)此过程中带电小球在圆轨道上运动的最小动能。
1．（2022·广东·高考真题）密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。求：
（1）比例系数k；
（2）油滴A、B的带电量和电性；B上升距离电势能的变化量；
（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑