《2019高考物理 模型系列之算法模型 專題11 帶電粒子在電場中運動模型學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理 模型系列之算法模型 專題11 帶電粒子在電場中運動模型學(xué)案（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題11 帶電粒子在電場中運動模型 模型界定 本模型主要是處理自由帶電體在電場或電場與重力場中的運動以及帶電約束體在電場中運動問題解法與技巧。 模型破解 一、自由帶電體的運動 1.處理帶自由電體運動時首先要考慮的是粒子重力能否忽略： （1）電子、質(zhì)子、粒子、離子等通常不計重力 （2）小球、液滴、塵埃等除非題目有明確說明外需考慮重力作用 （3）帶電粒子、帶電微粒是否考慮重力的作用需要根據(jù)題意分析，甚至需通過計算后與電場力比較來確定是否考慮重力，一般比電場力小二個級以上不考慮重力作用。 2.從能量角度處理帶電粒子運動時，若粒子重力不計則只涉及兩種形式的能量：動能與電勢能，且二

2、者之和保持不變；若重力不能忽略時，還要考慮重力勢能，此時三者之和不變。帶電粒子運動過程中電勢能的計算與判定方法有： （1）功能關(guān)系：電場力所做功等于電勢能減小量，與電荷電性無關(guān) （2）電勢能與電勢關(guān)系：正電荷在電勢越高處電勢能越大，負(fù)電荷則相反 （3）能量守恒 3.判定與計算電場力做功也是處理帶電粒子在電場中運動的一個重要環(huán)節(jié)，包括在勻強電場中運動的帶電體，計算或判定電場力做功的方法有： （1）由力與運動方向間夾角判定功的正負(fù)：始終為銳角時做正功，始終為鈍角時做負(fù)功，始終為直角時才不做功 （2）靜電力做功可由相互作用的物體間距離變化來確定功的正負(fù)：距離增大時引力做負(fù)功、斥力做正功，

3、距離減小時則相反 （3）勻強電場中可由功的定義式計算電場力所做功 （4）由電勢差正負(fù)與電荷正負(fù)判定： （5）由功能關(guān)系判定 （6）由動能定理判定 例１.如圖所示，水平放置的兩平行金屬板間有一豎直方向的勻強電場，板長為L，板間距離為d，在距極板右端L處有一豎直放置的屏Ｍ，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央平行于極板射入電場，最后垂直打在Ｍ屏上，以下說法中正確的是 A．質(zhì)點打在屏的Ｐ點上方，板間電場強度的大小為 B．質(zhì)點打在屏的Ｐ點上方，板間電場強度的大小為 C．質(zhì)點打在屏的Ｐ點下方，板間電場強度的大小為 D．質(zhì)點打在屏的Ｐ點下方，板間電場強度的大小為 【答案】A

4、例2.圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷只在靜電力的作用下運動，經(jīng)過、點時的動能分別為和。當(dāng)這一點電荷運動到某一位置時，其電勢能變?yōu)?，它的動能?yīng)為 A． B． C． D． 【答案】D 例３.如圖，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，做以O(shè)為焦點的橢圓運動。M、P、N為橢圓上的三點，P點是軌道上離Q最近的點。電子在從M到達(dá)N點的過程中 A．速率先增大后減小 B．速率先減小后增大 C.電勢能先減小后增大 D．電

5、勢能先增大后減小 【答案】：AC 【解析】電子從M→P→N的運動過程中，先靠近帶正電的點電荷再遠(yuǎn)離該點電荷，所以電子受到的庫侖力先做正功后做負(fù)功，因此電勢能先減小后增大，速率先增大后減?。? 例４.如圖所示，在XOY平面存在有電場，可能是正點電荷電場，也可能是勻強電場。若為勻強電場，則電場線與XOY平面平行；若為點電荷電場，場源電荷放在平面內(nèi)某個位置?，F(xiàn)將一檢驗電荷q放在（0，0）點，受到的電場力大小為F。若將q分別沿x軸及y軸移到A（-3a，0）、B（0，3a）、C（a，0）三點，電場力做功均為W。則：（ ） A．XOY空間存在勻強電場，且場強方向平行Y軸； B．q

6、從O點沿x軸移到A的過程中，電場力一直做正功； C．q在B點，受到的電場力大小為 ； D．q在O、A、B、C四點時，在O點電勢能最低 。 【答案】C 【解析】若XOY空間存在方向平行Y軸的勻強電場，則AOC處于同一等勢線上，將電荷從O移動電荷到A或C點時，電場力不做功，A錯誤；若電場是點電荷產(chǎn)生的電場時，則一定是正點電荷電場，而且ABC三點一定在一個等勢圓上，如圖， 場源電荷一定在圖中兩線的交點處，此時q從O點沿x軸移到A的過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，故B錯誤；如圖，，由幾何知識可得出abc的長度，即、，由庫侖定律可知電場力的比等于距離平方的反比，所以ABC點，受到的電

7、場力大小都為，故C正確；由于電場力做正功時電勢能減小，故電荷在O點處電勢能最大，D錯誤。 例５.如圖所示，兩個固定的相同細(xì)環(huán)相距一定的距離，同軸放置，O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷．一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運動過程中 A．在O1點粒子加速度方向向左 B．從O1到O2過程粒子電勢能一直增加 C．軸線上O1點右側(cè)存在一點，粒子在該點動能最小 D．軸線上O1點右側(cè)、O2點左側(cè)都存在場強為零的點，它們關(guān)于O1、O2連線中點對稱 【答案】ACD 【解析】由對稱性可知任一均勻帶電環(huán)在環(huán)心處產(chǎn)生的場強為零，在軸線上產(chǎn)生的電場方

8、向沿軸線所在直線，而在距環(huán)無限遠(yuǎn)處場強也為零，可推知在環(huán)的軸線上從環(huán)心到無限遠(yuǎn)處場強的大小是先增大后減小的．再由場的疊加可知，在Ｏ１點處的場強等于左環(huán)在Ｏ１處產(chǎn)生的電場的場強，由于左環(huán)帶負(fù)電，故Ｏ１處場強方向向左，帶正電的粒子在Ｏ１處受力方向向左，加速度向左，Ａ正確．在Ｏ１到Ｏ２之間兩環(huán)產(chǎn)生的電場方向都是向左的，則此范圍內(nèi)總場強的方向是向左的，正粒子從Ｏ１運動到Ｏ２過程中電場力一直做正功，其電勢能一直是減小的，Ｂ錯誤．在Ｏ１的右側(cè)，＋Ｑ沿軸線產(chǎn)生的電場從零開始先增大后減小，方向與－Ｑ產(chǎn)生的電場相反，在距Ｏ１較近時－Ｑ產(chǎn)生的電場較強，在距Ｏ１較遠(yuǎn)時＋Ｑ產(chǎn)生的電場較強，故在Ｏ１右側(cè)必存在一點，在該

9、點兩帶電環(huán)產(chǎn)生的電場等值反向，則可判定正粒子從很遠(yuǎn)處向Ｏ１運動中電場力先做負(fù)功，越過此點后做正功，Ｃ正確．同理在Ｏ２左側(cè)也必存在在一場強為零的點，由對稱性知此兩點關(guān)于Ｏ１、Ｏ２連線的中點對稱，Ｄ正確． 4.當(dāng)粒子運動所處的電場或運動情況以圖像形式呈現(xiàn)時： （1）在描述電場性質(zhì)的圖像中，有E－x與兩種。除了可從圖像上確定某點的場強或電勢及變化情況外，應(yīng)用的重點是E-x圖線的面積－－電勢差與圖像的斜率－－電場強度或x軸方向上的場強分量。要注意圖像中E的正負(fù)表示方向，大小看絕對值；的正負(fù)表示大小 （2）在描述帶電體運動的圖像中，常見的有v-t圖、v-x圖、電勢能隨距離變化的Ep-x圖、動能隨距

10、離變化的Ek-x圖、機械能隨距離變化的E-x圖等，應(yīng)用的重點也在各圖線的斜率： 1v-t圖線的切線斜率是加速度，反應(yīng)帶電體所受合力大小與方向。當(dāng)帶電體只在電場力作用下運動時，反映的是所經(jīng)歷各點的場強大小與方向 v-x圖線的切線斜率與加速度有關(guān)，但不是加速度，而是，可見其斜率為0處加速度一定為0，但斜率大處加速度不一定大 2Ep-x圖線本身可反映經(jīng)歷各點電勢變化情況，切線的斜率表示電場力，可反應(yīng)場強大小與方向變化情況 Ek-x圖線斜率表示合外力，只在電場力作用下運動時圖線本身反映電勢能、電勢的變化情況，切線斜率反映場強變化情況 E-x圖線切線斜率表示除重力外的其它外力，當(dāng)只受到電場力或

11、除重力外只有電場力時，與Ek-x圖像類似，也能反映電勢能、電勢及場強變化情況 例６.空間存在一沿x軸方向的靜電場，電場強度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點對稱，A、B是x軸上關(guān)于原點對稱的兩點。下列說法中正確的是 A．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則O點處電勢為零 B．電子在A、B兩點的電勢能相等 C．電子在A、B兩點的加速度方向相反 D．電子從A點由靜止釋放后的運動軌跡可能是曲線 【答案】BC 例７如圖甲所示，Q1、Q2為兩個固定點電荷，其中Q1帶正電，兩電荷連線的延長線上有a、b兩點。一帶正電的試探電荷，只在靜電力作用下以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠(yuǎn)處運動，其

12、速度一時間圖象如圖乙所示，分別為試探電荷經(jīng)過a、b兩點時的速度。下列說法正確的是 （ ） A．帶正電 B． C．試探電荷從b點到a點的過程中電勢能增大 D．試探電荷離開a點后所受靜電力一直減小 【答案】ＢＣ 【解析】由速度圖線的斜率知點電荷在ａ點處的加速度為零，則ａ點的場強為零，可知Ｑ２的電性必與Ｑ１相反且電荷量的絕對值一定小于Ｑ１所帶電荷量，Ａ錯誤Ｂ正確．由場的疊加知ｂａ之間的電場方向由a指向b，正試探電荷由b到a靜電力做負(fù)功，電勢能增大，Ｃ正確．在ａ點處場強為零，到無窮遠(yuǎn)處場強也為零，則由ａ點到無窮遠(yuǎn)場先增大后減小，故Ｄ正確． 例８.兩個點電荷Q1、Q2固定于x

13、軸上。將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近Q2(位于座標(biāo)原點O)。過程中，試探電荷的電勢能Ep隨位置變化的關(guān)系如圖所示。則下列判斷正確的是（ ） A.M點電勢為零，N點場強為零 B.M點場強為零，N點電勢為零 C. Q1帶負(fù)電，Q2帶正電，且Q2電荷量較小 D. Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，且Q2電荷量較小 【答案】AC 例９.某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖甲中虛線所示。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運動。以O(shè)為坐標(biāo)原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機械能與位移的關(guān)系如圖乙所示，則（不考

14、慮空氣阻力） A.電場強度大小恒定，方向沿x軸負(fù)方向 B.從O到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度越來越大 C.從O到x1的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功起來越大 D.到達(dá)x1位置時，小球的速度大小為 【答案】BD 5.當(dāng)粒子運動情況以軌跡形式呈現(xiàn)時 （1）.當(dāng)粒子僅在電場力作用下運動時，若已知電場線分布與粒子運動軌跡時，取軌跡與電場線上的某一交點進(jìn)行判定： 利用電場線與軌跡的彎曲方向可確定電場力的方向，進(jìn)而由電場線方向可確定粒子電性或反之。 利用軌跡的切線方向可確定粒子運動速度方向，結(jié)合電場力方向可再確定電場力做功情況與電勢能變化情況、速度與動能變化

15、情況 可確定加速度變化情況可由電場線的疏密程度先確定電場力變化情況，再結(jié)合牛頓第二定律來確定 判定電勢變化情況可從以下兩種方法中選擇其一：1由電場線方向確定；2由電勢能變化結(jié)合電荷電性確定。 (2)當(dāng)粒子僅在電場力作用下運動時，若已知等勢線分布與粒子運動軌跡時，取軌跡與等勢線上的某一交點進(jìn)行判定： 利用等勢線的垂線與軌跡的彎曲方向可確定電場力的方向，進(jìn)而由各等勢線電勢的高低可確定粒子電性或相反 由軌跡切線可先確定粒子速度方向，結(jié)合電場力方向可確定電場力做功情況，進(jìn)而可得粒子速度與動能變化情況、電勢能能變化情況 在粒子電性、各等勢線電勢高低、粒子運動中電勢能變化情況（或動能變化情況）

16、中可已知其二求其一 直接由等差等勢面分布的疏密程度可確定電場強度的大小，或由等勢線畫出電場線從而確定電場強度的大小情況，再結(jié)合牛頓第二定律確定加速度變化情況 (3)當(dāng)粒子僅在電場力作用下運動時，若已知場源電荷位置與粒子運動軌跡時，可取軌跡上的某一點進(jìn)行判定： 1只有一個場源電荷時 由場源電荷位置與軌跡彎曲方向可確定粒子所受靜電力是引力還是斥力，進(jìn)而可判定粒子電性與場源電荷電性是相同還是相反，還可知其一而判定另一電性 由粒子到場源電荷的距離變化可確定靜電力大小變化情況，進(jìn)而可判定加速度變化情況 由距離變化結(jié)合靜電力方向可判定粒子運動過程中靜電力做功情況，進(jìn)而可得粒子運動中速度、動能、

17、電勢能變化情況 粒子運動中所經(jīng)歷各點的電勢變化情況的判定方法有二：一是由場源電荷電性及某點到場源電荷距離的遠(yuǎn)近判斷；二是由粒子電性結(jié)合其電勢能變化情況來判斷 2有多個場源電荷時 可先根據(jù)場源電荷的位置與電性、電量判定選定點場強方向或場強所在直線，再按上述思路進(jìn)行判定 例10.如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，運動軌跡如圖中虛線所示．則( ) A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加 C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加 D．兩個粒子的動能，一個增加一個減小 【答案】C

18、例11.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶負(fù)電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R同時在等勢面b上，據(jù)此可知( ) A．三個等勢面中，c的電勢最低 B．帶電質(zhì)點在P點的電勢能比在Q點的小 C．帶電質(zhì)點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小 D．帶電質(zhì)點在R點的加速度方向垂直于等勢面b 【答案】D 例12.負(fù)點電荷Q固定在正方形的一個頂點上，帶電粒子P僅在該電荷的電場力作用下運動時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點a、b、c，如圖所示，則 A．粒子P帶負(fù)電 B．

19、a、b、c三點的電勢高低關(guān)系是 C．粒子P由a到b電勢能增加，由b到c電勢能減小 D．粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2:1:2 【答案】BCD 【解析】粒子P僅受電場力作用，軌跡彎曲方向指向場源電荷，即粒子受到靜電引力，故粒子P與場源電荷異性帶正電，A錯誤。因場源電荷帶負(fù)電，離其越遠(yuǎn)電勢越高，故，B正確。粒子P由a到b遠(yuǎn)離場源電荷，引力做負(fù)功，電勢能增加；同理由b到c，靜電引力做正功，電勢能減小，C正確。靜電力，故粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2:1:2，D正確。 例13.如圖所示，真空中有兩個等量異種點電荷A和B一帶負(fù)電的試探電荷僅受電場力作用，在電場中運動

20、的部分軌跡如圖中實線所示．M、N是軌跡上的兩點，MN連線與AB連線垂直，O為垂足，且AO>OB。設(shè)M、N兩點的場強大小分別為EM、EN，電勢分別為、。下列判斷中正確的是（ ） A．EM大于EN B．大于 C．B點電荷一定帶正電 D．此試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能 【答案】C 二、約束帶電體的運動 1..約束帶電體做勻變速運動時可利用動力學(xué)方法求解；在帶電體做變加速運動過程中對于某過程量的定量求解可由能量守恒或動能定理列方程，也可通過牛頓第二定律列方程求解某些瞬時量；過程定性分析可借助于速度圖像或解析式。有對稱性時不可忽視對稱性的應(yīng)用 2.多物體組成的

21、約束帶電連接體，在其平衡或運動問題中要考慮整體與隔離。約束帶電體做多階段運動時要考慮全過程與局部階段 3..當(dāng)從圖像角度呈現(xiàn)出約束帶電體所在電場或帶電體的運動情況時，仍需注意給出圖像的“點”、“線”、“面”所代表的物理意義 4.當(dāng)帶電體在固定軌道上運動時，運動軌跡形狀與軌道相同，實質(zhì)上是軌道限制了帶電體的速度方向，著重抓住任一點速度方向沿該點切線方向入手，再結(jié)合其它知識解決 例14.如圖所示，靠在豎直粗糙墻壁上的帶正點的物體A（可視為點電荷），電荷量為q ，在t＝0時由無初速度釋放，同時開始受到一個方向水平向左，大小隨時間變化規(guī)律為E＝kt的電場作用，用a、v、Ff和Ek分別表示物塊的加

22、速度、速度、物塊所受的摩擦力、物塊的動能，下列圖象能正確描述上述物理量隨時間變化規(guī)律的是（ ） 【答案】B 例15.在絕緣光滑的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定正電荷QA、QB，兩電荷的位置坐標(biāo)如圖甲所示。圖乙是AB連線之間的電勢φ與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x=L點為圖線的最低點，若在x=2L的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球（可視為質(zhì)點），下列有關(guān)說法正確的是 A．小球在處的速度最大 B．小球一定可以到達(dá)點處 C．小球?qū)⒁渣c為中心作往復(fù)運動 D．固定在AB處的電荷的電量之比為QA︰QB＝4︰1

23、 【答案】AD 例16.如圖所示， 光滑絕緣桿PQ放置在豎直平面內(nèi)，PQ的形狀與以初速度v0（)水平拋出的物體運動軌跡相同，P端為拋出點，Q端為落地點，P點距地面高度為h。現(xiàn)將該軌道置于水平向右的勻強電場中，將一帶正電的小球套于其上，由靜止開始從軌道P端滑下。已知重力加速度為g，電場力等于重力，當(dāng)小球到達(dá)Q端時 A.小球的速率為 B. 小球的速率為 C.小球在水平方向上的速度大小為 D.小球在水平方向上的速度大小為 【答案】A 【解析】物體以初速度v0做平拋運動落地時的水平位移，再由動能定理 ，可得，Ａ正確Ｂ錯誤。物體以初速度v0做平拋運動落地時的速度方向與水平方

24、向間的夾角θ滿足，θ＝450.故小球沿軌道下滑至Q點時，速度方向仍與水平方向成450夾角，，ＣＤ皆錯誤。 模型演練 １.如圖所示，a、b、c表示點電荷的電場中三個等勢面，它們的電勢分別為φa＝U，φb＝3(2)U，φc＝4(1)U.一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后，僅受電場力作用而運動，已知它經(jīng)過等勢面b時的速率為vb，則它經(jīng)過等勢面c時的速率為( ) A．2vb B．4vb C.vb D.2(3)vb 【答案】D ２.如圖所示，在O點放置一個正電荷．在過O點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電

25、荷量為q.小球落下的軌跡如圖23中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，∠BOC＝30°，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v，則下列說法正確的是( ) A．小球通過C點的速度大小是 B．小球通過C點的速度大小是 C．小球由A到C電場力做功是2(1)mv2－mgh D．小球由A到C機械能的損失是mg(h－2(R))－2(1)mv2 【答案】BD 【解析】小球從A到B運動的過程中，設(shè)電場力做功為WF，則由動能定理可得，從A到B：mg(h－R·sin30°)＋WF＝2(1)mv2－0；從A到C：mgh＋WF＝2

26、(1)mvC(2) ，聯(lián)立以上兩式可得：vC＝，A錯誤B正確；小球由A到C電場力做功2(1)mvC(2)－mgh，C錯誤；小球由A到C機械能的損失等于除重力以外其他的力(電場力)所做的功，由B到C電場力做功為0，則ΔE＝－WF＝mg(h－2(R))－2(1)mv2，D正確． ３.在某一電場中，選取坐標(biāo)如圖所示．A為x軸上的一點，B、C為y為上的兩點．將正檢驗電荷從A點移到B點的過程中電場力做功為W，如果將該檢驗電荷從A點移到C點電場力做功也為W（W>0）。下列說法正確的是 A．若此電場是由正點電荷產(chǎn)生的，該點電荷應(yīng)位于第Ⅳ象限 B．若此電場是由負(fù)點電荷產(chǎn)生的，該點電荷應(yīng)位于第Ⅰ象限

27、 C．若此電場是勻強電場，則場強方向應(yīng)沿y軸正方向 D．若此電場是勻強電場，則場強方向應(yīng)沿沿x軸正方向 【答案】D 4.如圖所示，點電荷+4Q與+Q分別固定在A、B兩點，C、D兩點將AB連線三等分。現(xiàn)使一個帶負(fù)電的檢驗電荷，從C點開始以某一初速度向右運動，不計檢驗電荷的重力．則關(guān)于該電荷在CD之間的運動，下列說法中可能正確的是 （ ） A．一直做減速運動，且加速度逐漸變小 B．做先減速后加速的運動 C．一直做加速運動，且加速度逐漸變小 D．做先加速后減速的運動 【答案】AB ５.如圖甲所示，兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L的 兩點，其中Q1帶

28、正電位于原點O,a、b是它們連線延長線 上的兩點，其中b點與O點相距3L?，F(xiàn)有一帶正電的粒子 q以一定的初速度沿x軸從a點開紿經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運動(粒 子只受電場力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別 為va、vb其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是 A. Q2帶正電且電荷量小于Q1 B. b點的場強一定為零 C. a點的電勢比b點的電勢高 D. 粒子在a點的電勢能比b點的電勢能大 【答案】B 【解析】因b點斜率為0，由知b點場強一定為0，B正確。因b點位于Q1、Q2的延長線上且離Q2近，故兩點電荷電性相反且Q2電荷量較小。由于帶正電的粒子從a向b運動時速度

29、減小，則ab間電場力的方向也即場強方向由b向a，故可知Q2是帶負(fù)電的，A錯誤。沿電場方向電勢是降低的，故a點電勢低于b點，C錯誤。粒子只受電場力，動能與電勢能之和不變，從a到b動能減小故電勢能增大，D錯誤。 ６.空間有 一沿x軸分布的電場，其電勢隨 x變化如圖所示，下列說法正確的是 A.x1 和－x1 兩點的電勢相等 B.x1 點的電場強度比 x 3 點電場強度小 C.一正電荷沿軸從x1 點移到－x1 點，電勢能一直增大 D.一負(fù)電荷沿軸從x1 點移到 x 3點，電場力先做正功再做負(fù)功 【答案】D ７.如圖所示為某電場中x坐標(biāo)軸上電場強度隨x軸位置變化的圖像，一帶電粒子

30、由坐標(biāo)原點釋放，在電場力的作用下沿x軸運動到x2處，到x2處速度剛好為零，則關(guān)于此過程下列說法錯誤的是 A.粒子在x1處動能最大 B.粒子運動的加速度逐漸減小 C.從坐標(biāo)原點到坐標(biāo)x2處，電場線分布先變疏后變密 D.在0~x1和x1~x2之間與坐標(biāo)軸所圍面積大小相等 【答案】B 【解析】粒子由靜止在坐標(biāo)原點釋放，沿x軸運動到x2處速度剛好為零，則粒子先加速后減速，0~x1間電場力與x1~x2間電場力方向相反，因此0~x1間電場力與運動方向同向，x1~x2間電場力與運動方向反向，因此粒子在x1處速度最大、動能最大，A正確。由于電場強度先變小后變大，因此加速度先變小后

31、變大，電場線分布先變疏后變密，B錯誤C正確。由于圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小等于電勢差大小，又由于，因此0~x1和x1~x2之間圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小相等，D正確。 ８.如圖所示，空間某處固定有一帶正電的點電荷a(圖中未畫出)．與a帶同種電荷的質(zhì)點b僅在a的庫侖力作用下以初速度v0 (沿MP方向)由M點運動到N點，到N點時速度大小為v，且v

32、糙的水平地面上。一質(zhì)量為m，帶電量+q的小物塊（可看作是點電荷）恰好能在斜面上勻速下滑。若在AB中點D的上方與B點等高的位置固定一帶電量+Q的點電荷，再讓物塊以某一速度從斜面上滑下，物塊在下滑至斜面底端的過程中，斜面保持靜止不動。在不考慮空氣阻力和物塊電荷沒有轉(zhuǎn)移的情況下，關(guān)于物塊下滑的過程中斜面受到地面的摩擦力及其方向的分析正確的是 A.當(dāng)物塊在BD之間，斜面受到地面的摩擦力的方向向左 B.當(dāng)物塊在DA之間，斜面受到地面的摩擦力的方向向右 C.當(dāng)物塊在DA之間，斜面受到地面的摩擦力的方向要視具體問題而定 D..當(dāng)物塊在DA之間，斜面受到地面的摩擦力為零 【答案】D 【解析

33、】由于不放點電荷Q時小物塊可以勻速下滑，說明斜面對物塊的作用力與其重力等值反向，即支持力與摩擦力的合力豎直向上，則由牛頓第三定律可知物塊對斜面的壓力與摩擦力 的合力豎直向下。當(dāng)放上Q之后，物塊對斜面的壓力、摩擦力方向都沒變，而大小在壓力變化時摩擦力也同比例變化，作出力合成圖示，由數(shù)學(xué)知識可知，二者的合力方向一定不變，即無論物塊運動中對斜面的壓力如何變化，壓力與摩擦力的合力方向一直是豎直向下的，不在水平方向上產(chǎn)生使斜面運動的效果，故整個過程中斜面不受地面摩擦力的作用，D正確其他錯誤。 ２.如右圖所示，A、B、O、C為在同一豎直平面內(nèi)的四點，其中A、B、O沿同一豎直線，B、C同在以O(shè)為圓心的圓周

34、（用虛線表示）上，沿AC方向固定有一光滑絕緣細(xì)桿L，在O點固定放置一帶負(fù)電的小球。現(xiàn)有兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的小球a、b，先將小球a穿在細(xì)桿上，讓其從A點由靜止開始沿桿下滑，后使小球b從A點由靜止開始沿豎直方向下落。各帶電小球均可視為點電荷，則下列說法中正確的是 A．從A點到C點，小球a做勻加速運動 B．小球a在C點的動能大于小球b在B點的動能 C．從A點到C點，小球a的機械能先增加后減小，但機械能與電勢能之和不變 D．從A點到C點電場力對小球a做的功大于從A點到B點電場力對小球b做的功 【答案】BC 11.在光滑絕緣的水平面上，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為m

35、的帶電小球A和B。A球的帶電量為+2q，B球的帶電量為-3q，組成一帶電系統(tǒng)，如圖所示，虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線，虛線NQ與MP平行且相距5L。最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè)，距MP的距離均為L，且A球距虛線NQ的距離為4L。若視小球為質(zhì)點，不計輕桿的質(zhì)量，在虛線MP，NQ間加上水平向右的勻強電場E后，試求： （1）B球剛進(jìn)入電場時，帶電系統(tǒng)的速度大?。? （2）帶電系統(tǒng)向右運動的最大距離； （3）帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零時，B球電勢能的變化量。 【答案】（1）m(2qEL) （2）3L（3）6qEL 12.如圖，可視為質(zhì)點的三物塊A、B、C放在傾角

36、為30°的固定斜面上，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上，三物塊的質(zhì)量分別為mA=0.60kg、mB=0．30kg、mC=0．50kg，其中A不帶電，B、C均帶正電，且qc=1．0×10-5C，開始時三個物塊均能保持靜止且與斜面間均無摩擦力作用，B、C間相距L=1．0m．現(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度a=1．0m／s2的勻加速直線運動，假定斜面足夠長．已知靜電力常量k=9．0×109N·m2／C2，g=10m／s2．求： （1）B物塊的帶電量qB． （2）A、B運動多長距離后開始分離． 【答案】：（１）（２）0.5m (2

37、) 給A施加力F后，A、B沿斜面向上做勻加速直線運動，C對B的庫侖斥力逐漸減小，A、B之間的彈力也逐漸減?。O(shè)經(jīng)過時間t，BC間的距離變?yōu)長＇，A、B兩者間的彈力減小到零，此后兩者分離．則t時刻C對B的庫侖斥力為 以B為研究對象，由牛頓第二定律有F0＇－mBgsin300 －μmBgcos300 =mBa 聯(lián)立解得L＇=1.5m (1分） 則AB分離時，AB運動的距離ΔL=L＇-L=0.5m 13.如圖甲所示，有一絕緣的豎直圓環(huán)，圓環(huán)上分布著正電荷.一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過圓環(huán)，細(xì)桿上套有一質(zhì)量為m=10g的帶正電的小球，小球所帶電荷量,讓小球從C點由靜止釋放.其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運動的圖像如圖乙所示.且已知小球運動到B點時，速度圖像的切線斜率最大（圖中標(biāo)出了該切線）下列說法正確的是( ) A．由C到A的過程中，小球的電勢能先減小后增大 B．在O點右側(cè)桿上，B點場強最大，場強大小為 C．C、B兩點間的電勢差 D．沿著C到A的方向，電勢先降低后升高 【答案】BC 23