2023年高考物理二轮复习（人教版） 第3部分 考前特训 热点9　带电粒子在电场中的运动.docx

热点9　带电粒子在电场中的运动
1.(2022·辽宁省模拟)某平面区域内一静电场的等势线分布如图中虚线所示，相邻的等势线电势差相等，一负电荷仅在静电力作用下由a运动至b，设该电荷在a、b两点的加速度大小分别为aa、ab，电势分别为φa、φb，速度大小分别为va、vb，电势能分别为Epa、Epb，则(　　)
A．aa>ab B．vb>va
C．Epa>Epb D．φa>φb
答案　D
解析　等差等势面的疏密反映电场强度的大小，所以Ea<Eb，由牛顿第二定律得加速度大小a＝，可知aa<ab，故A错误；研究轨迹与等势线的交点A，如图所示，电场线与等势线垂直，再利用物体做曲线运动合外力指向凹侧，所以A点所受静电力水平向左，电荷带负电，所以A点的电场线水平向右，从而判断出电场线指向右侧，所以φa>φb，故D正确；负电荷在电势低的地方电势能大，所以在b点的电势能大于a点的电势能，即Epa<Epb，故C错误；一负电荷仅在静电力作用下，电荷具有的动能和电势能之和不变，根据能量守恒，电势能大的地方，动能小，所以va>vb，故B错误．
2．(2022·广西南宁市二模)空间有一沿x轴分布的电场，如图乙所示，x轴上有P、Q两点，其位置坐标分别为x0、2x0.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从坐标原点O以初速度v0沿x轴正方向做直线运动，其速度v随位置x的变化规律如图甲所示，粒子仅受静电力作用．则下列说法正确的是(　　)
A．粒子在OQ段克服静电力做功
B．粒子在OP段与PQ段动能增量相等
C．粒子在P点的电势能比Q点的小
D．P点的电势比Q点的电势高
答案　D
解析　由题图甲可知，粒子在OQ段速度增大，动能增加，静电力做正功，电势能减小，A、C错误；由题图甲中数据可得粒子在OP段和PQ段速度增量均为，但OP与PQ动能增量分别为mv02和mv02，B错误；因为q>0，粒子从P运动到Q，速度增大，静电力做正功，电势能Ep减小，由φ＝可知电势降低，D正确．
3．(多选)(2022·东北三省三校第二次模拟)如图所示，水平放置的上、下两个带电金属板，相距为3d，板间有竖直向下的匀强电场，电场强度大小E＝，上板上方距上板d处有一带电荷量为＋q的小球B，其正上方有一带电荷量为－6q的小球A，它们的质量均为m，用长度为d的绝缘轻杆相连．将两小球从静止释放，小球可以通过上板的小孔进入电场中．若空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)
A．A球刚进入电场时的速度大小为
B．A球刚进入电场时的速度大小为
C．B球能碰到下板
D．B球不能碰到下板
答案　BD
解析　对A、B整体，由动能定理有2mg·2d＋qEd＝·2mv2，可得A球刚进入电场时的速度大小为v＝，故A错误，B正确；设B在电场中下降距离为x，则根据动能定理可得2mg(d＋x)＋qEx－6qE(x－d)＝0，可得x＝d<3d，故B球不能碰到下板，故C错误，D正确．
4.(多选)(2022·四川凉山州第二次诊断性检测)光滑水平桌面内固定一半径为R的圆形光滑绝缘轨道，整个轨道处于水平向右的匀强电场中，其俯视图如图所示．一质量为m的带电小球(看作质点)在A点获得一速度v0，在轨道内做完整的圆周运动，且小球在A点时速度最大．已知小球所受静电力的大小等于