资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2026江苏高考物理的二轮专题
专题突破练7　电场　带电粒子在电场中的运动(计算题)
共4题,共42分。
1.(8分)(2025·南京期中)如图所示,一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d,方向竖直向上,P、Q两点间的电势差为U,不计粒子重力,P点的电势为零。求:
(1)带电粒子在Q点的电势能;
(2)此匀强电场的电场强度大小。
2.(10分)(2025·南通期中)静电除尘装置的简化原理图如图所示。长为L的两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m、电荷量为-q的带电尘埃分布均匀,均以沿板方向的速率v射入除尘空间,当其碰到下极板时尘埃被收集。现给两极板间加U0的电压,进入的尘埃恰好都能被收集。不计重力及尘埃间的相互作用。
(1)求尘埃在极板内运动的最长时间t和最大动能Ek;
(2)求从平行板中心射入的尘埃被收集时,距离入口的水平距离x;
(3)当板间电压调为0.8U0时,求能够被收集的尘埃量与总尘埃量的比值k。
3.(12分)(2024·南京市六校联合体调研)如图所示,空间存在着电场强度E=300 N/C、方向水平向右的匀强电场,在电场内一长为L=0.4 m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量为m=0.4 kg、所带电荷量为q=0.01 C的小球。已知OA处于水平方向,OC在竖直方向。小球从A点由静止释放,当小球运动到O点正下方B点时细线恰好断裂,经过一段时间,小球运动到OC线上的D点(图中未标出),重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)小球到达B点时细线(断裂前)对小球拉力的大小;
(2)小球从A点运动到B点过程中的最大速率;
(3)BD的长度。
4.(12分)(2025·南通期中)如图所示,在空间足够大水平向右的匀强电场中,一绝缘硬质管ABC固定在竖直面内。管的倾斜部分BC长度为L、与水平方向的夹角θ=37°,水平部分AB长度为L、与电场平行,一质量为m、电荷量为+q的小球从管的水平端口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分B(长度极短可不计)时没有机械能损失,已知匀强电场的电场强度大小为,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)小球运动到管口C时的速度大小vC;
(2)小球沿BC管运动的加速度a0和离开管道后到达最高点时的动能Ek;
(3)小球到达的最高点与管口C的水平距离x。
参考答案
1.答案 (1)-qU　(2)
解析 (1)根据题意有
UPQ=U=φP-φQ
其中φP=0,所以
φQ=-U
则带电粒子在Q点的电势能为
EpQ=qφQ=-qU。
(2)根据类平抛运动知识可知Q点速度的反向延长线过水平位移的中点,则
tan 30°=
可得P、Q两点间的竖直距离为
yPQ=d
此匀强电场的电场强度大小为
E=。
2.答案 (1)　qU0+mv2　(2)L　(3)0.8
解析 (1)粒子刚好没有能够从极板间飞出,则t=,qU0=Ek-mv2
解得Ek=qU0+mv2。
(2)设尘埃在极板间加速度为a,板间的距离为d,则d=at2
尘埃从极板中心射入,在极板内运动时间为t1,则,x=vt1
解得x=L。
(3)板间电压调节后,尘埃在板间的加速度为a',最大偏转量为y',则a'==0.8a,y'=a't2=0.8d,则k==0.8。
3.答案 (1)6 N　(2)2 m/s　(3) m
解析 (1)由动能定理
mgL-qEL=-0
FT-mg=m
解得
FT=6 N。
(2)因为静电力与重力的合力方向与竖直方向夹角成37°,所以当小球运动到细线与竖直方向夹角成37°时速率最大。由动能定理得
mgLcos 37°-qE(L-Lsin 37°)=-0
解得
vm=2 m/s。
(3)细线断裂后,小球水平方向做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动。水平方向有
qE=ma
小球再次运动到OC线上的D点所需时间
t=
设BD的长度为h
h=gt2
解得
h= m。
4.答案 (1)vC=　(2)a0=0,Ek=mgL　(3)x=1.476L
解析 (1)从A运动到C的过程中,由动能定理有
qE-mgLsin 37°=
其中E=,联立解得vC=。
(2)小球沿BC管运动时,由牛顿第二定律有qEcos 37°-mgsin 37°=ma0
解得a0=0
小球离开管口后至最高点的过程中,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动,故竖直方向速度减到0的时间为t=,小球到达最高点的速度为v=vCcos θ+t
所以到达最高点时的动能Ek=mv2=mgL。
(3)小球水平方向运动的加速度a=g
水平方向由运动学公式有v2-=2ax,解得x=L=1.476L。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑