人教版高中物理精讲精练-必修3专题强化二：带电粒子在电场运动各类综合问题（解析版）.docx

专题强化二：带电粒子在电场运动各类综合问题

题型归纳

题型一:带电粒子的直线运动问题

1．（2023秋·吉林·高二校考期末）如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U、极板间距为d，电子质量为m、电荷量为e，则关于电子在两极板间的运动情况，下列叙述正确的是（）

A．若将两极板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变

B．若将两极板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍

C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变

D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半

【答案】A

【详解】AB．根据题意，设电子到达Q板的速率为，由动能定理有

解得

若将两极板间距d增大一倍，两板间电压不变，则电子到达Q板的速率保持不变，故B错误，A正确；

CD．若将两极板间电势差U增大一倍，由公式可得，极板间电压增大一倍，由牛顿第二定律有

可知，电子运动的加速度增大一倍，由运动学公式有

解得

可知，电子到达Q板的时间变为原来的倍，故CD错误。

故选A。

2．（2022秋·北京朝阳·高二北京工业大学附属中学校考期中）如图所示，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d，一个带电的液滴带电量大小为q，质量为m，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则（）

①液滴做的是匀速直线运动

②液滴做的是匀变速运动

③两板的电势差为

④液滴的电势能减少了mgd

A．①③ B．②③ C．①③④ D．②③④

【答案】C

【详解】液滴进入竖直方向的匀强电场中，所受的电场力方向竖直向上或竖直向下，因为微粒做直线运动，可知电场力方向必定竖直向上，而且电场力与重力平衡，液滴做匀速直线运动，①A正确，②错误；

液滴从下极板运动到上极板的过程中，由动能定理有

qU-mgd=0

解得

③正确；

液滴进入竖直方向的匀强电场中，重力做功-mgd，微粒的重力势能增加，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的电势能减小了mgd，④正确。

故选C。

3．（2021秋·内蒙古包头·高二包头市第四中学校考期中）如图在纸面内有一匀强电场，一带正电的小球（不计重力）在恒力F作用下沿虚线从A点匀速运动到B点。已知力F和AB间的夹角，A、B间的距离为d，小球带电q，则下列结论正确的是（）

A．场强大小为

B．A、B两点间的电势差为

C．带电小球从A点运动到B点的过程中电势能增加了Fdsin

D．若带电小球从B点向A点做匀速直线运动，则F必须反向

【答案】B

【详解】A．由于电荷做匀速直线运动，可知

解得场强大小为

方向与F相反，A错误；

B．由于A点电势低于B点电势，故A、B两点间的电势差为

B正确；

C．小球带正电，从A到B过程，电场力做负功，据功能关系可得，带电小球从A点运动到B点的过程中电势能增加量为

C错误；

D．若带电小球从B点向A点做匀速直线运动，据平衡条件可知，F仍沿原来方向，D错误。

故选B。

题型二;带电粒子在非匀强电场的运动

4．（2023春·四川乐山·高二统考期末）真空中的O点固定一点电荷，虚线同心圆表示电场的等势面。现有一带电粒子沿实线所示轨迹依次通过a、b、c三点，不计重力，下列说法正确的是（）

??

A．带电粒子在a点的加速度大于在c点的加速度

B．带电粒子从b运动c的过程中电场力做负功

C．带电粒子在a点动能大于在b点的动能

D．带电粒子在b点的电势能最大

【答案】B

【详解】A．等势面越密处，电场强度越大，带电粒子受到的电场力越大，故带电粒子在a点的加速度小于在c点的加速度，故A错误；

B．根据带点粒子运动轨迹以及等势面的分布可知带电粒子从b运动c的过程中速度与电场力的夹角大于，电场力做负功，故B正确；

C．根据带点粒子运动轨迹以及等势面的分布可知带电粒子从a运动b的过程中速度与电场力的夹角小于，电场力做正功，带电粒子在a点动能小于在b点的动能，故C错误；

D．带电粒子从a运动b的过程中速度与电场力的夹角小于，电场力做正功，从b运动c的过程中速度与电场力的夹角大于，电场力做负功，可知带电粒子在b点的动能最大，电势能最小，故D错误。

故选B。

5．（2023春·四川凉山·高二校联考期末）如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，带电粒子在运动中只受电场力作用，某同学根据此图结合物理规律作出如下判断，其中正确的是（）

??

A．粒子在a点比b点受到电场力小

B．场源电荷和带电粒子带异种电荷

C．带电粒子在a点的动能小于b点动能

D．a点的电势小于b点的电势

【答案】B

【详解】A．根据电场线的疏密程度可知，a点的场强大于b点的场强，则粒子在a点比b点受到电场力大，故A错误；

B．带电粒子在运