2024加练半小时第九章　微专题61　带电粒子在电场中的力电综合问题.docVIP

2024加练半小时第九章　微专题61　带电粒子在电场中的力电综合问题 一、单选题 1. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，可视为质点的带负电物块，以某一初速度从足够长的绝缘斜面上的 A点，沿斜面向下运动，经 C点到达 B点时，速度减为零，然后再返回到 A点。已知斜面倾角 θ=30°，物块与斜面间的动摩擦因数 ，整个过程斜面均保持静止，物块所带电量不变。则下列判断正确的是（　　）  A．物块在上滑过程中机械能一定减小 B．物块在上滑过程中，增加的重力势能一定大于减少的电势能 C．物块下滑时经过C点的动能一定大于上滑时经过C点的动能 D．物块在下滑过程中，斜面与地面之间的摩擦力可能不为零 二、多选题 2. 如图所示，在一带电竖直平行金属板之间，有一质量为 ，带电荷量为 的小球被绝缘细线悬挂静止于 A点，剪断细线后，小球恰能沿直线 AB运动，经时间 t后到达 B点，已知直线 AB与水平方向的夹角为45°，重力加速度为 ，规定 A点的电势为零，下列说法正确的是（　　）  A．电场强度大小为 B．B点的电势 C．B点的电势能 D．小球机械能的变化量为 3. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为 m、电荷为＋ q的小球，系在一根长为 L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕 O点做圆周运动。 AB为圆周的水平直径， CD为竖直直径。已知重力加速度为 g，电场强度 不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）  A．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度 B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到A点时的机械能最小 C．若将小球在A点由静止开始释放。则小球运动到B点时的速度为 D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将沿圆周到达B点 4. 如图所示，在竖直面内有一半径为 R的圆环型轨道，轨道内部最低点 A处有一质量为 m的光滑带正电的小球（可视作质点），其所带电荷量为 q，在圆环区域内存在着方向水平向右的匀强电场，电场强度 E= ，现给小球一个水平向右的初速度，使小球开始运动，以下说法正确的是（　　）  A．若v0＞，则小球可以做完整的圆周运动 B．若小球可以做完整的圆周运动，则轨道所给弹力的最大值与最小值相差4mg C．若v0=，则小球将在轨道最高点B处脱离轨道 D．若v0=，则小球不会脱离轨道 三、解答题 5. 如图所示，在竖直平面内有直角坐标系 xOy，有一匀强电场，其方向与水平方向成 α=30°斜向上，在电场中有一质量为 m=1×10 -3 kg、电荷量为 q=1.0×10 -4 C的带电小球，用长为 L= m的不可伸长的绝缘细线挂于坐标原点 O，当小球静止于 M点时，细线恰好伸直且水平。现用外力将小球拉到最低点 P，然后无初速度释放， g=10 m/s 2。 （1）求电场强度 E的大小。 （2）求小球再次到达 M点时的速度大小。 （3）如果小球再次到达 M点时，细线突然断裂，从此时开始计时，求小球运动 t=1s时的位置坐标。 6. 如图所示，水平绝缘粗糙的轨道 与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道 平滑连接，半圆形轨道的半径 ，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度 。现有一电荷量 、质量 的带电体（可视为质点），在水平轨道上的 点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点 ，然后落至水平轨道上的 点（图中未画出），取 。求： （1）带电体运动到圆形轨道 点时的速度大小； （2）带电体在圆弧形轨道上运动的最大速度； （3） 点到 点的距离 。 7. 如图所示，绝缘轨道 CDGH位于竖直平面内，圆弧段 DG的圆心角为 θ=37°， DG与水平段 CD、倾斜段 GH分别相切于 D点和 G点， CD段粗糙， DGH段光滑，在 H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为 E=1×10 4N/C、水平向右的匀强电场中，一质量 m=4×10 -3kg、带电量 q=+3×10 -6 C的小滑块在 c处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到 CD段的中点 p处时速度恰好为零，已知 CD段长度 L=0.8m，圆弧 DG的半径 r=0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。求： （1）滑块与 CD段之间的动摩擦因数 ?； （2）滑块在 CD段上运动的总路程； （3）滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能。 8. 如图所示，圆心为 、半径为 的圆弧形光滑轨道 固定在竖直平面内， 恰好处于同一竖直线上， 与竖直方向之间的夹角 ，水平面上方空间存在水平向左的匀强电场。水平面上有一点 ，点 的连线恰好与圆弧轨道相切于 点， 。现有一质量为 、电荷量为 的小球