专题09电场带电粒子在电场中的运动(练习)(解析版).docx
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1、专题09电场带电粒子在电场中的运动目录01电场的性质2考向一电场的性质2考向二电场中的图像问题3202带电粒子在电场中的运动37考向一带电粒子在电场中的加速和偏转37考向二带电粒子在电场中的综合问题42考点Ol电场的性质考向一电场的性质1. (2023重庆高考真题)真空中固定有两个点电荷,负电荷Q/位于坐标原点处,正电荷。2位于X轴上,。2的电荷量大小为。的8倍。若这两点电荷在X轴正半轴的X=XO处产生的合电场强度为0,则。八。2相距()A. y2x0B. (2虚-I)XOC. 2缶。D. (2+l【答案】B【详解】依题意,两点电荷电性相反,且Q2的电荷量较大,所以合场强为0的位置应该在X轴的
2、负半轴,设两点电荷相距L,根据点电荷场强公式可得攀y,又Q=8Q,解得L=(2-l)x0故选B。2.(2023北京高考真题)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上,E、尸是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,EO=OF.一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后()-圣-M:NIA.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到。的时间等于由。到户的时间D.由E到尸的过程中电势能先增大后减小【答案】C【详解】AB.带负电的点电荷在E点由静止释放,将以O点为平衡位置做往复运动,在O点所受电场力为零,故AB错误;C.根据运动的对称性可知,点电荷由E到O的时间等于由O到F的时
3、间,故C正确;D.点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故D错误。故选C。3 (2023湖北高考真题)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为外口外,电场强度大小分别为Em、Eti.下列说法正确的是()A.若。m8n,则M点到电荷。的距离比N点的远B.若Em鼎【答案】C详解A.沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场特点可知若外外则M,点到电荷Q的距离比N点的近,故A错误;B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生的电场特点可知若Em0,则三个点电荷的电荷量可能为()P-、!、I、(L迎L3诙8储。2。3A.。尸q,Q=Qs=qB.
4、Qi-q,Q2Q3=-4qC.Qi=_q,Q2=-Jlq,Qj=qD.Q=q,Q2,Q3=4q【答案】D【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,AB错误;C.设P、Ql间的距离为r,则Ql、Q3在P点产生的合场强大小有CoSI20Ql间的距离为r,则QI、Q3在P点产生的合场强大小有COSI20 =(4)2(-E2厂4广9 4022.百,解得E =解得E=2,而Q2产生的场强大小为E=箪,则P点的场强不可能为零,C错误:D.设P、4r4r而Q2产生的场强大小为E=犁,则P点的场强可能为零,D正确。r故选D。5.(2023天津高考真题)(多
5、选)如图,一位于P点左侧的固定正电荷产生的电场中,同一个正电荷g两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点,N点,且q在M,N点时速度大小也一样,则下列说法正确的有()PMA. P点电势大于MB.M点电势大于NC.4从尸到M一直做减速运动D.M、N两点处电场强度大小相同【答案】AD【详解】ABC.由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点与N点,且q在M,N点时速度大小也一样,由动能定理可知M、N两点的电势相同,M、N两点位于以场源电荷为圆心的同一圆周上,由于场源点荷在P点左侧,所以P点电势高于M点电势,q从P到M做加速运动,故BC错误,A正
6、确;D.根据以上分析可知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同,故D正确。故选AD。6.(2023山东高考真题)(多选)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为。和O,A、。两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正确的是()A.尸点与。点的电场强度大小相等B. &点与E点的电场强度方向相同C. H点与尸点的电势差小于O点与D0点的电势差D.将试探电荷+4由尸点沿直线移动到。点,其电势能先增大后减小【答案】ACD【详解】D.将六棱柱的上表面拿出由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF,
7、则K点的合场强与OF的夹角为锐角,在F点的场强和OF的夹角为钝角,因此将正电荷从F移到0点过程中电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,D止确;C.由等量异种电荷的电势分布可知G=。,%=W0因此七一=。一%-NBMONA.M、N两点电场强度相同B.M、N两点电势相同C.负电荷在点电势能比在。点时要小D.负电荷在N点电势能比在。点时要大【答案】BC【详解】A.根据场强叠加以及对称性可知,MN两点的场强大小相同,但是方向不同,选项A错误;B.因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等,在C点的负电荷在MN两点的电势也相等,则MN两点电势相等,选项B正确;CD.因负电荷从M到O,因AB两电荷的合
8、力对负电荷的库仑力从O指向M,则该力对负电荷做负功,C点的负电荷也对该负电荷做负功,可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功,则该负电荷的电势能增加,即负电荷在M点的电势能比在O点小;同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确,D错误。故选BCoH(2022天津高考真题)如图所示,一正点电荷固定在圆心,M、N是圆上的两点,下列说法正确的是()C.负电荷由M点到N点,电势能始终增大D.负电荷由M点到N点,电场力始终做正功【答案】A【详解】AB.M、N是以O为圆心的圆上的两点,则电势相同,场强大小相等方向不同,A正确,B错误;CD.由于两点电势相等,负电荷由M点到N点,电场力做功为零,电势能
9、变化量为零,CD错误。故选A。12. (2022福建高考真题)平时我们所处的地球表面,实际上存在场强大小为100V/m的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在。、尻C三点,其中。点位于金属杆正上方,。、C等高。则下列说法正确的是()A.b、C两点的电势差U%=0B.。点场强大小大于IooV/mC.点场强方向水平向右D.0点的电势低于C点【答案】B【详解】A.由图可知,b、C两点的电势差为=20OV-300V=TOOV,故A错误;B.由图可知,a点,相邻两等势面的距离小于1m,电势差等于100V,根据E=4,可知a点场强大小大于IooV/m,故B正确;C.
10、根据场强方向垂直于等势面,可知a点的场强方向沿竖直方向,不是水平方向,故C错误;D.由图可知,a点与C点在同一等势面上,电势均为300V,故口伟派故选B。13.(2022湖南高考真题)如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边。、b、c、d上。移去。处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心。点处电场强度方向和电势的变化,下列说法正确的是()A.电场强度方向垂直指向m电势减小B.电场强度方向垂直指向C,电势减小C.电场强度方向垂直指向小电势增大D.电场强度方向垂直指向c,电势增大【答案】A【详解】根据对称性可知,移去a处的绝缘棒后,电场强度方向垂直指向
11、a,再根据电势的叠加原理,单个点电荷在即其r处的电势为9=幺(取无穷远处电势为零)现在撤去a处的绝缘棒后,q减小,则O点的r电势减小。故选Ao14.(2022山东高考真题)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于。点,环上均匀分布着电量为。的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为L的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距。点为2R的。点,。点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为()C.负电荷,q = /竽 RB-正电荷”笫d.负电荷,.=a【答案】C【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷,根据对称性可知,圆环在O点产生的电场强度为与A在同一
12、直径上的Al和与B在同一直径上的Bl产生的电场强度的矢量和,如图所示,因为两段弧长QL非常小,故可看成点电荷,则有尸_心五耳_心QAL,由图可知,两场强的夹角为120,则两者的合场强LR2k2R3为E=J=k驾,根据O点的合场强为0,则放在D点的点电荷带负电,大小为E=E=k舞,根据l2aE=k康,联立解得q=等,(2勺R故选C。15. (2022重庆高考真题)(多选)如图为两点电荷Q、。的电场等势面分布示意图,。、。位于X轴上,相邻等势面的电势差为3V。若X轴上的M点和N点位于OV等势面上,P为某等势面上一点,则()A.N点的电场强度大小比M点的大B.。为正电荷C. M点的电场方向沿X轴负方
13、向D. P点与M点的电势差为12V【答案】AD【详解】A.等差等势线的密度体现场强的大小,由图可知N点的等差等势线比M点更密,则N点的电场强度大小比M点的大,故A正确;B.沿着电场线电势逐渐降低,由图可知电场线由N指向Q,则Q为负电荷,故B错误;C.沿着电场线电势逐渐降低,结合各等势线的电势高低关系可知M点的电场方向沿X轴正方向,故C错误;D.M点与N点等势均为0V,P点与N点的等势线间隔四个,而相邻等势面的电势差为3V,则P点与M点的电势差为12V,故D正确。故选ADo16.(2022海南高考真题)(多选)某带电体周围的电场线和等势面如图所示,设A点的电场强度为当,电势为孙,8点的电场强度为
14、电势为死,则有()A.4EBB.EAVEBC.(PA.(PB【答案】BD【详解】AB.根据电场线的疏密程度表示电场的强弱,电场线越密,电场强度越大,则B点的电场强度较大,即与E,故A错误,B正确;CD.根据电场线与等势面垂直,且电势较高的等势面指向电势较低的等势面,所以B点的电势较大,即内小故C错误,D正确。故选BDo17.(2021江苏高考真题)一球面均匀带有正电荷,球内的电场强度处处为零,如图所示,。为球心,A、8为直径上的两点,OA=OB,现垂直于AA将球面均分为左右两部分,C为截面上的一点,移去左半球面,右半球面所带电荷仍均匀分布,则()A. 0、C两点电势相等B. A点的电场强度大于
15、8点C.沿直线从A到B电势先升高后降低D.沿直线从A到8电场强度逐渐增大【答案】A【详解】A.由于球壳内部的场强为零,补全以后可知在左右侧球壳在C点的合场强为零,因左右球壳的场强具有对称性,要想合场强为零只能是两部分球壳在C点的场强都是水平方向,则可以知道右侧球壳在C点的合场强水平向左,同理OC上其他点的场强都是水平向左,因此OC是等势线,故A正确;BD.将题中半球壳补成一个完整的球壳,且带电均匀,设左、右半球在A点产生的电场强度大小分别为El和E2;由题知,均匀带电球壳内部电场强度处处为零,则知E1=E2,根据对称性,左右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和El,且E1=E2,在图示电场
16、中,A的电场强度大小为E2,方向向左,B的电场强度大小为El,方向向左,所以A点的电场强度与B点的电场强度相同,沿直线从A到B电场强度不可能逐渐增大,故BD错误;C.根据电场的叠加原理可知,在AB连线上电场线方向向左,沿着电场线方向电势逐渐降低,则沿直线从A到B电势升高,故C错误;故选Ao18.(2021辽宁高考真题)等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中,电场分布如图所示,实线表示C. EpaF,bB. Epa Epb, FaFb电场线,虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于、b两点,电势能分别为耳和耳山电荷所受电场力大D.EpaEpb,FaFb【答案】D【详解】电场线的疏密程度表示场强的大
17、小,因此工Epa。故选D。19X2021北京高考真题)如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,M、N两点关于两电荷连线对称,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是()M+一一NA. M点的场强比P点的场强大C. N点的场强与尸点的场强相同B.M点的电势比N点的电势高D.电子在M点的电势能比在P点的电势能大【答案】C【详解】AC.根据等量异种点电荷的电场线分布得:M点的场强与P点的场强大小相等,N点的场强与P点的场强大小相等,方向相同,故A错误C正确;BD.根据等量异种点电荷的电势分布特点可知,M点的电势与N点的电势相等,M点的电势高于P点的电势,根据纥=q可知,电子在M点的电
18、势能比在P点的电势能小,故BD错误。故选C。20.(2021浙江高考真题)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是飞”形导体右侧的电场线和等势面,其中。、力是同一条实线上的两点,C是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是()A.实线表示电场线B.离d点最近的导体表面电荷密度最大C. 形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D.电荷从。点到C点再到b点电场力做功一定为零【答案】D【详解】A.处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,是等势面,则A错误;B.根据等势面的疏密表示场强的强弱,则d点的场强较弱,并且电
19、场强度越大的地方电荷密度越大,所以B错误;C.在形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同,所以C错误;D.由于a、b在同一等势面上,则电荷从a点到C点再到b点电场力做功一定为零,所以D正确;故选D。21(2021广东高考真题)图是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸板接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等差等势面,在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极,b是其路径上的A.。点的电势比b点的低B.。点的电场强度比b点的小C.液滴在。点的加速度比在点的小D.液滴在。点的电势能比在点的大【答案】D【详解】A.高压电源左为正极,则所加强电场的场强向右,而沿着电场线电势逐渐降低,可知/
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