年高中物理 电子题库 习题课带电粒子在复合场中的运动知能演练轻松闯关 新人教版选修3-1VIP免费

1.一个带正电的油滴从图6所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的()图6图7解析：选B.油滴从A点自由下落以一竖直速度进入电场，进入电场后受重力和电场力两恒力作用．如图，根据物体做曲线运动的条件，运动轨迹将向右弯曲，故选B.2.如图8所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点()图8A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间相等C．三小球到达正极板时动能关系是EkA>EkB>EkCD．三小球在电场中运动的加速度关系是aA>aB>aC解析：选A.初速度相同的小球，落点越远，说明运动时间越长，竖直方向加速度越小．所以A、B、C三个落点上的小球的带电情况分别为带正电、不带电、带负电．3．一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为，阻力不计，小球在下落h的过程中()A．动能增加B．电势能增加C．重力势能减少D．机械能减少解析：选B.小球在下落过程中动能Ek、重力势能Ep、电势能E电之和不变，即Ek＋Ep＋E电＝C，由动能定理：WG＋W电＝F合h＝mgh，又WG＝mgh，所以W电＝－mgh，由此可知，小球的动能增加mgh，故A错；电势能增加mgh，故B正确；重力势能减少mgh，故C错；机械能减少mgh，故D错．4.(2012·安徽阜阳一中高二检测)如图9所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，电荷量为q的小球从圆弧管的水平直径端点由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为()图9A．E＝mg/qB．E＝2mg/qC．E＝3mg/qD．E＝4mg/q答案：C5.如图10所示，电容器极板是竖直放置的，两板间距为d，板间电压为U.一个带负电的小球，质量为m，带电荷量为q，在平行板电容器的右侧板边被竖直上抛，最后落在电容器左边缘同一高度处．求小球能达到的最大高度h及抛出时的初速度v0.图10解析：小球在复合场中的受力如图所示：可将其运动分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律可得小球上升的最大高度为h＝；小球从抛出至回到左侧板边缘同一高度处所用的时间为：t＝根据小球在水平方向做匀加速直线运动：d＝t2.由以上各式可解得：v0＝gd，h＝.答案：gd6.如图11所示，M、N为水平放置的互相平行的两块大金属板，间距d＝35cm，两板间电压为U＝3.5×104V．现有一质量m＝7.0×10－6kg、电荷量q＝6.0×10－10C的带负电的油滴，由下板N正下方距N为h＝15cm的O处竖直上抛，经N板中间的P孔进入电场．欲使油滴到达上板Q点时速度恰为零，问油滴上抛的初速度v0为多大？(g取10m/s2)图11解析：(1)设N板电势高，则油滴在M、N间运动时电场力做负功，对全过程由动能定理得：－mg(d＋h)－qU＝0－mv代入数据解得：v0＝4m/s.(2)设M板电势高，则油滴在M、N间运动时电场力做正功，由动能定理：－mg(d＋h)＋qU＝0－mv.代入数据解得：v0＝2m/s.答案：4m/s或2m/s7.半径为R的光滑绝缘圆环放在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带电荷量为＋q的小环，它们处在水平向右的匀强电场中，电场强度为E(如图12所示)，小环从最高点A由静止开始滑动，求小环通过与大环圆心等高的B点和最低点C时，大环对它的弹力各为多大？方向如何？图12解析：小环由A到B的过程中，重力、电场力做正功，弹力不做功，设通过B点时速度大小为vB，根据动能定理得：mv＝mgR＋qER小环通过B点的动力学方程为：FB－qE＝m解方程得：FB＝qE＋m＝3qE＋2mg，方向指向环心．小环由A到C的过程中，电场力与弹力都不做功，只有重力做功，设通过C点时小环的速度大小为vC，根据动能定理得：2mgR＝mv小环通过C点时的动力学方程为：FC－mg＝m解方程得：FC＝mg＋m＝5mg，方向竖直向上．答案：见解析