2014届高三物理二轮复习：带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动

1．(2013·山东理综)

如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，L

虚线是以＋Q所在点为圆心、2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( )

A．b、d两点处的电势相同 B．四个点中c点处的电势最低 C．b、d两点处的电场强度相同

D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小 2.

(2013·山东潍坊一模)如图所示，MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径，O为圆心。两个等量正电荷分别固定在M、N两点。现有一带电的粒子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静止释放，粒子恰能在P、Q之间做直线运动，则以下判断正确的是( )

A．O点的电场强度一定为零 B．P点的电势一定比O点的电势高 C．粒子一定带负电

D．粒子在P点的电势能一定比Q点的电势能小 3.

(2013·辽宁大连测试)如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场。实线为电场线，虚线为等差等势线，A、B、C为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点。不计电子的重力，则( )

A．电场中A点的电势高于C点的电势 B．电子在A点处的动能大于在C点处的动能 C．电子在B点的加速度大于在C点的加速度 D．电子在B点的电势能大于在C点的电势能

4．(2013·云南昆明质检)A、B为一电场中x轴上的两点，如图甲所示。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能Ek随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是( )

A．该电场不可能是点电荷形成的电场 B．A、B两点电场强度大小关系为EA

D．电子在A、B两点的电势能大小关系为EPA

5.

(2013·上海崇明一模)如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝10cm，ad＝bc＝20cm，电场线与矩形所在平面平行。已知a点电势为20V，b点电势为24V，则( )

A．电场强度大小一定为E＝40V/m B．cd间电势差一定为4V

C．电场强度的方向一定由b指向a D．c点电势可能比d点低 6．(2013·课标全国Ⅰ)

如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )

3qA．kR2 Q＋qC．kR2 7.

10qB．k9R2 9Q＋qD．k9R2

(2013·安徽黄山第一次联考)如图所示的匀强电场中，水平等距离的虚线表示其等势面，带电荷量q＝－0.5×10－10C的粒子在电场力作用下从A点运动到B点过程中，动能增加0.5×10－9J，若A点电势为－10V，下列关于粒子的运动轨迹和B点电势的说法中正确的是( )

A．粒子沿轨道1运动，B点电势为零 B．粒子沿轨道2运动，B点电势为20V C．粒子沿轨道1运动，B点电势为－20V D．粒子沿轨道2运动，B点电势为－20V 8．(2013·辽宁省一模)

如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q。图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面。有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置。以下说法中正确的是( )

A．M一定是正离子，N一定是负离子

B．M在P点的速率一定大于N在q点的速率 C．M在b点的速率一定大于N在c点的速率

D．M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量 9.

(2013·河南洛阳一练)如图所示，一个正电荷从x轴的c点分别沿直线被移动到y轴上的a点和b点，在这两个过程中，均需克服电场力做功，且做功的数值相同，有可能满足这种情况的电场是( )

A．沿y轴正向的匀强电场 B．沿x轴负向的匀强电场

C．处于第Ⅰ象限内某位置的负点电荷形成的电场 D．处于第Ⅳ象限内某位置的正点电荷形成的电场 10．(2013·北京石景山测试)

带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置，a、b、c三个α粒子(重力忽略不计)先后从同一点O垂直电场方向进入电场，其运动轨迹如图所示，其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场，下列说法正确的是( )

A．b在电场中运动的时间大于a在电场中运动的时间 B．b在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间 C．进入电场时c的速度最大，a的速度最小

D．a打在负极上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等

11．(2013·江苏南京质检)

长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时末速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：

(1)粒子末速度的大小； (2)匀强电场的场强； (3)两板间的距离。

12．(2013·课标全国Ⅱ)

如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。

13.

(2013·河南洛阳一练)如图所示，摆长为L的不可伸长绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m，带电荷量为＋q小球，整个装置处于方向水平向右的匀强电场中，场强大小为E＝mg/q，小球的平衡位置在C点，开始时让小球位于与O点同一水平高度的A点，且摆线拉直，然后无初速释放摆球，当小球经过O点正下方B点(图中未画出)的瞬间，因受细线的拉力作用，速度的竖直分量突变为0，水平分量不变。求：

(1)小球到达最低时速度的大小及方向。

(2)小球到达C点时细线对小球拉力的大小。(用m、g、L表示计算结果)

14．(2013·安徽黄山第一次联考)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进人长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入电场强度为正(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2(不计离子重力)。

(1)忽略离子源中离子的初速度，用t1计算比荷。

(2)离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们从A出发后返回B端飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。

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