1、學習必備歡迎下載2003年高三物理專題復習電場 湖北省松滋三中李時軍本專題以理解靜電場相關基本概念為基礎，重點解決帶電粒子在電場中的 運動問題。在解決這類問題時，既要體會力學中的基本方法、基本規律的運用, 又要注意電場力與其他性質的力、電勢能與與其他形式的能的不同之處。知識結構學習必備歡迎下載知識要點及例題分析一.直線運動類解決帶電粒子在電場中運動的基本思路：1.受力分析.2.運動軌跡和過程分析，帶電粒子運動形式決定于：粒子的受力情況和初速度情況 .3.解題的依據：.力的觀點：牛頓運動定律和運動學公式。（適用于包力作用）.能量的觀點：電場力做功與路徑無關；動能定理；能的轉化與守恒規律。.動量的

2、觀點。.如果把一個正點電荷放在一電場中，無初速地釋放，在點電荷的運動過程 中：A.點電荷運動的軌跡一定與電力線重合。B,正電荷的加速度方向，始終與所在點的電力線的切線方向一致C.點電荷的速度方向，始終與所在點的電力線的切線方向一致D .點電荷的總能量越來越大。.在一個水平面上建立 x軸，在過原點 O垂直于x軸的平面的右側空間有 一勻強電場，場強大小 E=6X1 0 5N/C ,方向與 x軸正方向相同，在 O 處放一個帶電量 q=5X10 7。，質量 m= 1 0 g的絕緣物塊，物塊與OX水平面間的動摩擦因數以=0 . 2 ,沿x 軸正方向給物塊一個初速度 v = 2 m / s ,如圖 所示，

3、求物塊最終停止時的位置。（gMl Om/s2）.某真空中的一條電場線是直線，A、B是這條電場線上的兩點。一個帶正電 TOC o 1-5 h z 的粒子 在只受電場力的情況下，以速度 VA經過A點向B點運動，經一段時間 以后，該帶電粒子以速度 VB經過B點，且va與VB方向外凈相反，則:；A點的電勢一定低于 B點的電勢F1A點的場強一定大于B點的場強C.該帶電粒子在A點的電勢能一定小于它在 B點的電勢能D.該帶電粒子在A點時的動能與電勢能之和等于它在 B點的動能與電勢能 之和.來自質子源的質子（初速度為零），經一加速電壓為800k V的直線加速器 加速，形成電流強度為1m A的細柱形質子流.已知

4、質子電量e =1.60 X 1019c.則： （1）這束質子流每秒打到靶上的質子數為多少？（2）假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質子束中與質子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質子流，其中的質子數分別為n 1和n 2,學習必備歡迎下載則n 1: n 2為多少?.如圖所示，一個帶電物體 P,沿一個絕緣的傾斜軌道向上運動，運動過 程中P的帶電量保持不變。空間存在著勻強電場(未在圖中畫出) 。已知P 經過A點時動能為3 0 J ,經過 B點時它的動能減少了 1 0 J ,機械能增 加了 2 0 J ,電勢能減少了 3 5 J ,它繼續運動到 C點時速度減為零。(1)在它從

5、A到C的運動過程中，克服摩擦力做功多少？(2)它到達 C點后還會不會向下運動？為什什么？.如圖所示，實線表示處在豎直平面內的勻強電場的電場線，與水平方向 成a角，水平方向的勻強磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運動，1與水平方向成 B角，且a B,則下列說法中不正確的是：A .液滴一定做勻速直線運動B .液滴一定帶正電C.電場線方向一定斜向上D .液滴有可能做勻變速直線運動7,勻強電場的場強= 2, 0X03V/m,方向水平，電場中有兩個帶電質 點，它們的質量均為m =1 . 0M05kg,質點A帶負電，質點B帶正電，電量 皆為q= 1. 0M09C.開始時，兩質點位于同一等勢

6、面上，A的初速度v =2. 0m/ s , B的初速度v b0=1. 2m/ s ,均沿場強方向，在以后的運動 過程中，求：(1)經多少時間兩質點再次位于同一等勢面上；(2)兩質點再次位于同一等勢面上之前它們間的最大距離.8.如圖所示，足夠長的絕緣斜面與水平面間的夾角為a(sina=0.6),放在水平方向的勻強電場和勻強磁場中，電場強度E=50v/m,方向水平向左，磁場方向垂直于紙面向外，一個電荷量 q=+4.0X10 2C,質量m=0.40kg的光滑小球， 以初速度V0=20m/s從斜面底端向上滑，然后又下滑，共經過3s脫離斜面，求磁場的磁感應強度.(g取10m/S2)學習必備歡迎下載9.平

7、行板電容器的兩極板A、B接于電池兩 極，一帶正電小球懸掛在電容器內部，閉合電 鍵，電容器充電，這時懸線偏角與豎直方向的 夾角為8 ,如圖所示.A.保持K閉合，A板向B板靠近，則8增大.B.保持K閉合，A板向B板靠近，則8不變.C.斷開K, A板向B板靠近，則8增大.D.斷開K, A板向B板靠近，則9不變.如圖所示電路，先閉合電鍵，電容器充電，當電流穩定后，再把滑動變阻器的滑動觸頭向右移動，這時：A、Ro中沒有電流通過B、有電流從 a經Ro流向bC、電容器所帶電量減少D、電容器所帶電量增加二.圓周運動類基本方法：力的觀點：根據牛頓第二定律和圓周運動規律 Fmv2/r求解受力或速度。能量的觀點：根

8、據動能定理或能的轉化與守恒定律求解速度.負電荷q繞某一固定的正電荷作半徑為r的勻速圓周運動時 必須具有V的線速度，如果再增加負電荷的電量至2q,并使軌道半 徑變為2r,那么此負電荷的A、速度不變，周期變大。B、速度不變，周期不變。C、速度增至 近V,周期變大。D、速度增至 2V,周期不變。.如圖所示，在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的絕緣細線的一端連 著一個質量為m的帶電小球，另一端固定于O點.現把小球拉起直至細線與場強 方向平行，然后無初速釋放，已知小球沿圓弧擺到最低點的另一側，細線與豎直 方向的最大夾角為30,求小球經過最低點時細線對小球的拉力.13 .有一勻強電場，具場強為E ,方向豎

9、直向下。把 一個半徑為r的光滑絕緣環，豎直置于電場中，環面平 行于電力線，環的頂點A穿有一個質量為m、電量為學習必備歡迎下載q(q0)的空心小球，如圖所示。當小球由靜止開始從A點下滑到最 低點B時，小球受到環的壓力多大？三.偏轉類將帶電粒子的運動與重力場中的平拋運動類比，尋求解決問題的思路。建 立直角坐標系，將運動分解為垂直于場強度方向和沿場強方向分別加以討論。.如圖所示，在XOY坐標系平面上有一勻強電場， 場強為E,方向與X 軸負方向夾角為0 ,電子(質量為m,電量為e),以垂直于電場方向的大小為Vo初速度從O點射入第I象限,(1)電子再次通過坐標軸時的坐標。(2)電子從O點到再次通 過坐標

10、軸的過程中電 勢能的改變量。求:.三個分別帶有正電、負電和不帶電的顆粒，從水平放置的平 行帶電金屬板左側以相同速度Vo垂直電力線方向射入勻強電場，分 別落在帶正電荷的下板上的a、b、c三點，如右圖所示，下面判斷 正確的是：A、落在a點的顆粒帶正電，C點的帶負電，b點的不帶電。nB、落在a、b、c點顆粒在電場中的加速度的 一*Vo關系是 aaabacoa b cC、三個顆粒在電場中運動中所受沖量關系是 + + + + +I aI bI c 0D、電場力對落在b點的顆粒不做功。.在光滑水平面上有一帶正電的小球，質量m= 1 . 0X10- k g ,電量q=1.0X10yC,靜止在。點，以。點為原

11、點，在該水平面內建立直角 坐標系Oxy,現突然加一沿x軸正方向，場強大小= 2.0X1 0 v/m的勻強電場，使小球開始運動，經過 1 . 0s,所加電場突然變為沿 y軸正方 向，場強大小仍為E= 2.0X106 V/m的勻強電場，再 經過1.0s,所加電場又突然變為另一個勻強電場，使小球在此電場作用下經1 . 0 s速學習必備歡迎下載度變為零。求此電場的方向及速度變為零時小球的位置。.如圖所示，電子(質量為 m,電量為q),以平行于x軸的初速度，從y 軸上的a點射入第I象限，為了使電子能從 x軸上的b點離開第I象限，可以在適當的區域加一個勻強電場。所加勻強電場 的場強為E,方向與y軸正方向相

12、同，電場沿 x 軸方向的寬度 s=ob/2= ( oa=L,ob=2試分析計算，勻強電場應如何放置？它的邊 界線和b點之間的距離應為多大？.示波器是一種多功能電學儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波 形.它的工作原理等效成下列情況：孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入 板中.板長L,相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個周 期內B板的電勢高于A板的電勢，電場全部集中在兩板之間，且分布均勻.在 每個電子通過極板的極短時間內，電場視作恒定的.在兩極板右側且與極板右 端相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標原點相 交.當第一個電子到達坐標原點。時，使屏以速度

13、v沿一x方向運動，每經過 一定的時間后，在一個極短時間內它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻 速運動.(已知電子的質量為m,帶電量為e)求：(1)電子進入A B板時的初速度(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U。需滿足什么條件？(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形，熒光屏必須每隔多長時間回 到初始位置？計算這個波形的峰值和長度.在如圖 3-107內所示的x y坐標 系中畫出這個波形.學習必備歡迎下載2.以物塊最后停在x = 0 . 2 m處. ACD.解：(1)由I=Q/ t得，單位時間通過細截面的電量Q = I t = 19= 6.25 M015.1X0 3C,Q/

14、e= 1X10 3/1.60 M0(2)在1和4 1處各取一段極短的長度均為的質子流，則1處的質子數n1=1 At 1/6 = 1 Al/ e v 1, 4 1 處的質子數 n 2= I At 2/ e = I 1/ ev2,又根據 qU = mv 2/ 2, U=Ed 可得 U0cn 1/ n 2= v 2/ v 1 =5. ( 1 )在它從(2)它到達A到C的運動過程中，克服摩擦力做功4 5 J C點后不會向下運動。. D.解：質點A帶負電，在勻強電場中所受電場力為F A = Eq,方向與場強方向相反，則a a = F a/ m=Eq/m= 0. 2m/s 2,方向與初速度方向相反，沿場強

15、方向做勻減速直線運動，則va=vaoaAt, SA = VAot (1/2) a a t 2.質點B帶正電，在勻強電場中所受電場力為FB = Eq,方向與場強方向相同，則a b = F B/m=E q/m= 0. 2m/ s 2.方向與初速度方向相同，沿場強方向做勻加速2直線運動，有 V B = V BO + a B t , SB = VBOt+( 1/ 2) a B t .(1)兩質點從同一等勢面上開始運動到再次位于同一等勢面上，則S A= V AO t ( 1/2) a A t 2= S B =v bo t + (1/2) a b t 2,解之彳導 t = 4s. (t=0,舍去)(2)兩

16、質點再次位于同一等勢面上之前，v a = v b時距離最大，則v Ao at=v 80+21：,得1 =2 s ,它們再次位于同一等勢面上之前的最大距離為smax = s A s B= ( v A。t (1/2) at2) (vbo t + (1/2) at 2),得 s max =0. 8m.8.解：小球沿斜面向上運動的過程中受力如圖所示，小球沿斜面向上作勻減速直線運動，直到速度為零。 由牛頓第二定律知qEcosa + mg sin a = ma 故2.qE costt .ucc , 2 . 4.0X10 m50M0.8“ ，2 伊 卜 行 時 回a=gsin 口+=10 x：0.6m/s

17、+=10m/s 上 仃 叫 同m0.40t1 =Qzv. =2s小球在下滑過程中受力如圖，小球在離開斜面前做勻加速直線運動。 -a2 一a =10m/s 運動時間t2 =t -t1 =1s 脫離斜面時的速度 v = at2 = 10m/s在垂直于斜面 方 向 上 有qvB+qE sin a = mg cosu 故mg cos ： Esin ：0.40 10 0.850 0.6B 二-=tT T =5Tqv v 4.0 10101012.解：當小球擺到最低點另一側最大偏角位置時，速度為零，由動能定理，有mgLc o s30 -qE L ( 1+ s 1 n 30) = 0,擺到最低點時，有m g

18、 L-q EL= (1/2) m v 1小球通過最低點時，學習必備歡迎下載細線對小球的拉力設為T,則T m g =m v ? / l ,解得 T = mg ( 3-272/3)1. 8m g . 0.4m ,0.2m.答案：(1)如果y=L,則右邊界通過 b點(2)如果y L ,則右邊界相距 b點x=(m V02 L/eEs)-(s/2)(3)如果yL,則右邊界相距 b點x=Vo J2mL / eE.解：(1)電子在加速電場中運動，據動能定理，有eU】=(1/2) mv J, v.(2)因為每個電子在板A、B間運動時，電場均勻、恒定，故電子在板A、B間做類平拋運動，在兩板之外做勻速直線運動打在屏上.在板A、B間沿水平方向運動時， 有 L = v it,豎直方向，有y= (1/2) at 2, Jla = eU/md,聯立解得y = eUL 2 /2 m d v i 2 .