2020届高考物理二轮复习 专题冲刺 考前基础回扣练九 电场及带电粒子在电场中的运动课件

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，kQer2＝ma向＝mv2r＝m2πT2r＝mω2r，可得a向＝kQemr2，T＝2πmr3kQe，ω＝kQemr3，v＝kQemr，则半径r越大，加速度a向、角速度ω和线速度v均越小，而周期T越大，故C正确。2.(人教版选修3－1P5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θ，重力加速度为g，则()A．A、B间的库仑力为mgcotθB．A、B间的库仑力为mgsinθC．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＝mgtanθ，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3eV的功，则()A．A点的电势比B点的电势高3VB．A点的电势比B点的电势低3VC．电子的电势能减少了3eVD．电子的动能增加了3eV答案A解析由题意知，WAB＝－e·UAB＝－3eV，故UAB＝3V，又UAB＝φA－φB，得φA－φB＝3V，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6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为()A．200V/mB．2003V/mC．100V/mD．1003V/m答案A解析设OA中点为C，则φC＝3V，φC＝φB，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：d＝1.5cm，E＝UCOd＝31.5×10－2V/m＝200V/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＝εrS4πkd可知，当将云母介质移出时，εr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Q＝CU可知，当C减小时，Q减小。再由E＝Ud，U与d都不变，可知电场强度E不变，D正确。6．(人教版选修3－1P39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Ⅰ由静止加速后，进入匀强电场Ⅱ，已知一价氦离子在电场Ⅱ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qU1＝12mv20，偏转电场中运动时间t＝Lv0，偏转距离y＝12at2＝12·qU2mdLv02，得到y＝U2L24dU1，设速度偏转角为θ，则tanθ＝atv0＝U2L2dU1，由上可知y、θ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W34＝W45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U＝Ed及W＝Uq可知W34W45，故D错误。8．(人教版选修3－1P15第7题改编)如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10－8C和Q2＝－1.0×10－8C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6cm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)x＝12cm处(2)0＜x＜6cm和x＞12cm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x＝0和x＝6cm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kQ1x2－kQ2x－62＝0，即4(x－6)2－x2＝0，解得x1＝4cm(不合题意，舍去)和x2＝12cm，所以，在x＝12cm处电场强度等于0。(2)在x坐标轴上0＜x＜6cm和x＞12cm的地方，电场强度的方向总是沿x轴正方向的。