专题15 带电体在电场中运动问题的分析 高考物理必刷题专项训练

2021年高考物理专题必刷题训练

专题15 带电体在电场中运动问题的分析

一、单项选择题

1．元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示：两块金属板水平放置，间距为d，电压为U，质量为m的油滴悬浮在两板间保持静止。已知重力加速度g，两板间电场可视为匀强电场。下列说法正确的是（　　）

A．悬浮油滴带正电

B．悬浮油滴的电荷量为

C．悬浮油滴的比荷为

D．油滴的电荷量不-定是电子电荷量的整数倍

2．如图1所示，两块竖直放置、面积足够大的金属板A、B水平正对，两极板间的距离，A极板接地，B极板的电势随时间变化的关系如图2所示。一带电荷量为–C、质量为0.01kg的小球在时刻从靠近A板的P点由静止释放。已知重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（　　）

A．小球沿直线运动

B．小球下落0.8m时的速度大小为5m/s

C．若小球在时刻由静止释放，则小球下落0.8m时的加速度大小为10m/s2

D．若小球在时刻由静止释放，则小球下落0.8m时的加速度大小为20m/s2

3．一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为+q的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成θ=37°。已知重力加速度为g，下列正确的是（　　）

A．剪断细线，小球将做曲线运动

B．突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为

C．如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为

D．在A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动

4．如图甲所示，有一固定的负点电荷，其右侧距离为处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。将小球从高处由静止释放，小球下落到与在同一水平面的过程中，其动能随高度（设小球与点电荷的竖直高度差为）的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．小球带正电

B．该过程中，小球的加速度先增大后减小再增大

C．在高度之间的某点库仑力在竖直方向上的分力最大

D．该过程中，小球的机械能与电势能之和先增大后减小再增大

5．如图所示，一根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为m的带电荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球所受电场力的大小为。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，在边长为L的正方形ABCD区域内有电场强度大小为E的匀强电场，图中竖直平行的直线为匀强电场的电场线（方向未知）。一电荷量为q、质量为m的带负电粒子，从A点以某一初速度沿AB边、垂直电场方向进入电场，经过电场中的P点并从BC边上的Q点离开电场，带电粒子通过Q点的速度方向与水平方向的夹角为53° ，已知∠PAD=60° ，忽略空气的阻力，不考虑带电粒子受到的重力，取sin 53°=0. 8，cos53° =0.6.下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子从A点运动到Q点的过程中，电场力所做的功为

B．带电粒子从A点运动到Q点的过程中，电场力所做的功为

C．带电粒子从A点运动到P点的时间为

D．带电粒子从A点运动到P点的时间为

7．如图所示，半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行，为圆周上三个点，O为圆心，D为中点。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为的带正电的粒子，已知粒子的质量为m、电量为q（不计重力和粒子之间的相互作用力）。若沿方向入射的粒子恰垂直方向过D点。则以下说法正确的是（　　）

A．A、B、C三点电势高低为：

B．沿垂直方向入射的粒子可能经过A点

C．若，则匀强电场的场强为

D．若，则过D点速率可能为

18．如图，用长度为l的绝缘轻杆连接质量均为m的 A、B两带电小球，小球 A 带电荷量为＋q，小球 B 带电荷量为-4q，将他们置于上下平行放置，相距为 4l 的两带电金属板上方 l 处，板间有竖直向下的匀强电场 E。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，已知 E=，重力加速度为g，静电力常量为 k。求：

(1)B 球进入电场前杆上的弹力大小；

(2)B 球进入电场的最大深度h；