三、带电体在电场(复合场)中的圆周运动
解决电场(复合场)中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，向心力的来源有可能是重力和电场力的合力，也有可能是单独的电场力.有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动，找出等效“最高点”和“最低点”.
例3 (2018·江西师大附中高二月考)如图3所示，BCDG 是光滑绝缘的3
4圆形轨道，位于竖
直平面内，轨道半径为R ，下端与水平绝缘轨道在B 点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m 、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为3
4
mg ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g .
图3
(1)若滑块从水平轨道上距离B 点s ＝3R 的A 点由静止释放，求滑块到达与圆心O 等高的C 点时对轨道的作用力大小；
(2)为使滑块恰好始终沿轨道滑行(不脱离轨道)，求滑块在圆形轨道上滑行过程中的最小速度.
答案 (1)74mg (2)5gR
2
解析 (1)设滑块到达C 点时的速度为v ，滑块所带电荷量为q ，匀强电场的场强为E ，由动能定理有
qE (s ＋R )－μmgs －mgR ＝12
mv 2 qE ＝34
mg
解得v ＝gR
设滑块到达C 点时受到轨道的作用力大小为F ，
则F －qE ＝m v 2
R
解得F ＝7
4
mg
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的作用力大小为
F ′＝F ＝74
mg
(2)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆形轨道DG 间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小(设为v min )
则有(qE )2
＋(mg )2
＝m v min 2
R
解得v min ＝
5gR 2
. [学科素养] 复合场中的圆周运动，涉及受力分析、圆周运动、电场等相关知识点，既巩固了学生基础知识，又锻炼了学生迁移应用与综合分析能力，较好地体现了“科学思维”的学科素养.
四、带电粒子在交变电场中的运动
1.当空间存在交变电场时，粒子所受电场力方向将随着电场方向的改变而改变，粒子的运动性质也具有周期性.
2.研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究，并辅以v －t 图象.特别需注意带电粒子进入交变电场时的时刻及交变电场的周期.
例4 在如图4所示的平行板电容器的两板A 、B 上分别加如图5甲、乙所示的两种电压，开始B 板的电势比A 板高.在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动.若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并定性画出相应的v －t 图象.
图4
图5
答案 见解析
解析 t ＝0时，B 板电势比A 板高，在电场力作用下，电子向B 板(设为正向)做初速度为零的匀加速直线运动.
对于题图甲所示电压，在0～12T 内电子做初速度为零的正向匀加速直线运动，1
2T ～T 内电子做末
速度为零的正向匀减速直线运动，然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图(a)所示. 对于题图乙所示电压，在0～T 2内做类似题图甲0～T 的运动，T
2
～T 电子做反向先匀加速、后
匀减速、末速度为零的直线运动.然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图(b)所示.
(a) (b)
1.(带电粒子在交变电场中的运动)(2018·西安交大附中质检)如图6甲所示，在平行板电容器的A 板附近，有一个带正电的粒子(不计重力)处于静止状态，在A 、B 两板间加如图乙所示的交变电压，带电粒子在电场力作用下由静止开始运动，经过3t 0时间刚好到达B 板，设此时粒子的动能大小为E k3，若用改变A 、B 两板间距的方法，使粒子在5t 0时刻刚好到达B 板，此时粒子的动能大小为E k5，则
E k3
E k5
等于( )
图6
A.35
B.53
C.1
D.925 答案 B
解析 设两板间的距离为d ，经3t 0时间刚好到达B 板时，粒子运动过程中先加速然后减速再加速，根据运动的对称性和动能定理，可得E k3＝q U 0
3
，若改变A 、B 两板间的距离使粒子在5t 0时刻
刚好到达B 板，根据运动的对称性和动能定理，可得E k5＝q ·U 05，故E k3E k5＝5
3
，B 正确.
2.(带电体的直线运动)(2018·菏泽市高二期末)如图7所示，一带电液滴的质量为m 、电荷量为－q (q >0)，在竖直向下的匀强电场中刚好与水平面成30°角以速度v 0向上做匀速直线运动.重力加速度为g .
图7
(1)求匀强电场的电场强度的大小；
(2)若电场方向改为垂直速度方向斜向下，要使液滴仍做直线运动，电场强度为多大？液滴前进多少距离后可返回？
答案 (1)mg q (2)3mg 2q v 0
2
g
解析 (1)因为液滴处于平衡状态，所以有Eq ＝mg 解得：E ＝mg q
(2)电场方向改变，液滴受力分析如图所示.
液滴做直线运动时，垂直速度方向的合力为零，即qE ′＝mg cos30° 解得：E ′＝
mg cos30°q ＝3mg
2q
液滴在运动方向的反方向上的合力F ＝mg sin30°，由牛顿第二定律 做减速运动的加速度大小a ＝F m ＝g sin30°＝g
2
液滴可前进的距离s ＝v 022a ＝v 02
g
.
(或由动能定理：－mg sin30°·s ＝0－12
mv 02
得液滴可前进的距离s ＝v 02
2g sin30°＝v 02
g
.)
3.(带电粒子在电场中的类平抛运动)如图8所示，阴极A 受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m ，电荷量为e ，电子的初速率有从0到v 的各种可能值，且各个方向都有.与A 极相距l 的地方有荧光屏B ，电子击中荧光屏时便会发光.若在A 和B 之间的空间加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E ，且电子全部打在荧光屏上，求B 上受电子轰击后的发光面积.
图8
答案
2mlv 2
π
Ee
解析 阴极A 受热后发射电子，这些电子沿各个方向射入右边匀强电场区域，且初速率从0到v 各种可能值都有.取两个极端情况如图所示.
沿极板竖直向上且速率为v 的电子，受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的P 点. 竖直方向上y ＝vt ， 水平方向上l ＝12·Ee m t 2
.
解得y ＝v
2ml
Ee
.
沿极板竖直向下且速率为v 的电子，受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的Q 点，同理可得
y ′＝v
2ml
Ee
.
故在荧光屏B 上的发光面积S ＝y 2
π＝2mlv 2
π
Ee
.
4.(带电粒子的圆周运动)(2017·宿迁市高一期末)如图9所示，在竖直平面内放置着绝缘轨道ABC ，AB 部分是半径R ＝0.40m 的光滑半圆形轨道，BC 部分是粗糙的水平轨道，BC 轨道所在的竖直平面内分布着E ＝1.0×103
V/m 的水平向右的有界匀强电场，AB 为电场的左侧竖直边界.现将一质量为m ＝0.04 kg 、电荷量为q ＝－1×10－4
C 的滑块(视为质点)从BC 上的某点由静止释放，滑块通过A 点时对轨道的压力恰好为零.已知滑块与BC 间的动摩擦因数为μ＝0.05，不计空气阻力，g 取10 m/s 2
.求：
图9
(1)滑块通过A 点时速度v A 的大小；
(2)滑块在BC 轨道上的释放点到B 点的距离x ； (3)滑块离开A 点后在空中运动速度v 的最小值. 答案 (1)2m/s (2)5 m (3)1.94 m/s
解析 (1)因为滑块通过A 点时对轨道的压力恰好为零，
所以有mg ＝mv A 2R
，解得v A ＝2m/s.
(2)根据动能定理可得： |q |Ex －μmgx －mg ·2R ＝12
mv A 2
，
解得x ＝5m.
(3)滑块离开A 点后在水平方向上做匀减速直线运动， 故有：v x ＝v A －|q |E
m
t ＝2－2.5t
在竖直方向上做自由落体运动， 所以有v y ＝gt ＝10t ，
v ＝v x 2＋v y 2＝106.25t 2－10t ＋4
故v min ＝817
17m/s≈1.94 m/s.
一、选择题
考点一 带电粒子在电场中的直线运动
1.(多选)如图1所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )
图1
A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动
答案 BD
解析 对带电粒子受力分析如图所示，F 合≠0，则A 错.由图可知电场力与重力的合力方向与
v 0方向相反，F 合对粒子做负功，其中mg 不做功，Eq 做负功，故粒子动能减少，电势能增加，
B 正确，
C 错误.F 合恒定且F 合与v 0方向相反，粒子做匀减速直线运动，
D 项正确.
2.如图2，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a 、b 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等.现同时释放a 、b ，它们由静止开始运动.在随后的某时刻t ，a 、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面.a 、b 间的相互作用和重力可忽略.下列说法正确的是( )
图2
A.a的质量比b的大
B.在t时刻，a的动能比b的大
C.在t时刻，a和b的电势能相等
D.在t时刻，a和b的速度大小相等
答案 B
3.(多选)(2018·宜昌市示范高中高二联考)如图3所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向的夹角为45°，则下列结论中正确的是( )
图3
A.此液滴带负电
B.液滴做匀加速直线运动
C.合外力对液滴做的总功等于零
D.液滴的电势能减少
答案ABD
解析液滴所受的合力沿bd方向，知电场力方向水平向右，则此液滴带负电，故A正确；液滴所受合力恒定，加速度恒定，做匀加速直线运动，故B正确；合外力不为零，则合外力做功不为零，故C错误；从b到d，电场力做正功，液滴电势能减小，故D正确.
考点二带电粒子的类平抛运动
4.(2018·南京师大附中段考)如图4所示，正方体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH 面为金属板，其他面为绝缘材料.ABCD面带正电，EFGH面带负电.从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是( )
A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动
B.三个液滴的运动时间不一定相同
C.三个液滴落到底板时的速率相同
D.液滴c所带电荷量最多
答案 D
解析三个液滴在水平方向受到电场力作用，在水平方向并不是做匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，故三个液滴的运动时间相同，选项B错误；三个液滴落到底板时竖直分速度大小相等，而水平分位移不相等，水平分速度大小不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C 错误；由于液滴c在水平方向位移最大，故液滴c在水平方向加速度最大，由牛顿第二定律知，液滴c所受的电场力最大，故液滴c所带电荷量最多，选项D正确.
5.(多选)如图5所示，一电子(不计重力)沿x轴正方向射入匀强电场，在电场中的运动轨迹为OCD，已知OA＝AB，电子过C、D两点时竖直方向的分速度为v Cy和v Dy；电子在OC段和OD段动能的变化量分别为ΔE k1和ΔE k2，则( )
图5
A.v Cy∶v Dy＝1∶2
B.v Cy∶v Dy＝1∶4
C.ΔE k1∶ΔE k2＝1∶3
D.ΔE k1∶ΔE k2＝1∶4
答案AD
解析电子沿x轴正方向射入匀强电场，做类平抛运动，沿x轴方向做匀速直线运动，已知OA ＝AB，则电子从O到C与从C到D的时间相等.电子在y轴方向上做初速度为零的匀加速运动，则有v Cy＝at OC，v Dy＝at OD，所以v Cy∶v Dy＝t OC∶t OD＝1∶2，故A正确，B错误；根据匀变速直线运动的推论可知，在竖直方向上y OC∶y OD＝1∶4，根据动能定理得ΔE k1＝qEy OC，ΔE k2＝qEy OD，则得ΔE k1∶ΔE k2＝1∶4，故C错误，D正确.
6.如图6所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在上极板的同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( )
A.它们运动的时间t Q ＞t P
B.它们运动的加速度a Q ＜a P
C.它们所带的电荷量之比q P ∶q Q ＝1∶2
D.它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝1∶2 答案 C
解析 设两板距离为h ，P 、Q 两粒子的初速度为v 0，加速度分别为a P 和a Q ，粒子P 到上极板
的距离是h
2，它们做类平抛运动的水平位移均为l .则对P ，由l ＝v 0t P ，h 2＝1
2a P t P 2
，得到a P ＝hv 02
l
2；
同理对Q ，l ＝v 0t Q ，h ＝12a Q t Q 2
，得到a Q ＝2hv 02
l 2.由此可见t P ＝t Q ，a Q ＝2a P ，而a P ＝q P E m ，a Q ＝q Q E m ，
所以q P ∶q Q ＝1∶2.由动能定理得，它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝ma P h
2∶ma Q h ＝1∶4.
综上所述，C 项正确.
考点三 带电粒子在电场(复合场)中的圆周运动
7.(多选)如图7所示，竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕
O 做圆周运动，以下四种说法中正确的是( )
图7
A.带电小球可能做匀速圆周运动
B.带电小球可能做非匀速圆周运动
C.带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小
D.带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小 答案 ABD
8.如图8所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电的小球从高为h 的A 处由静止开始下滑，沿轨道ABC 运动后进入圆环内做圆周运动.已知小球所受电场力是其重力的3
4，圆环半径为R ，斜面倾角为θ＝53°，轨道水平段BC 长
度s BC ＝2R .若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，则高度h 为( )
图8
A.2R
B.4R
C.10R
D.17R 答案 C
解析 小球所受的重力和电场力均为恒力，故两力可等效为一个力F ＝
(mg )2
＋(34mg )2＝
54
mg ，方向与竖直方向的夹角为37°偏左下.若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，即
通过等效最高点D 时小球与圆环间的弹力恰好为0，由圆周运动知识可得54mg ＝m v D
2
R
，由A 到
D 的过程由动能定理得mg (h －R －R cos37°)－3
4mg (h tan37°＋2R ＋R sin37°)＝12
mv D 2，解得h
＝10R ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误. 考点四 带电粒子在交变电场中的运动
9.(多选)如图9所示，两平行金属板分别加上如下列选项中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的U －t 图象应是(设两板距离足够大)( )
图9
答案 BC
解析 由A 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从1
2T 到T 内做匀减速运动，T
时速度减为零.然后重复这种运动.由B 图象可知，电子先做匀加速运动，1
4
T 时速度最大，从
14T 到12T 内做匀减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向匀加速运动，3
4T 时速度最大，从3
4
T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零，回到出发点.然后重复往返运动. 由C 图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，14T 时速度最大，从14T 到1
2T 内做加速度增
大的减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向做加速度减小的加速运动，3
4T 时速度最大，
从3
4
T 到T 内做加速度增大的减速运动，T 时速度减为零，回到出发点.然后重复往返运动. 由D 图象可知，电子0～T 2做匀加速运动，从1
2
T 到T 内做匀速运动，然后重复加速运动和匀速
运动一直向一个方向运动.故选B 、C.
10.(多选)如图10(a)所示，A 、B 表示真空中水平放置的相距为d 的平行金属板，板长为L ，两板加电压后板间的电场可视为匀强电场.现在A 、B 两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压，在t ＝0时恰有一质量为m 、电荷量为＋q 的粒子在左侧板间中央沿水平方向以速度v 0射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状态的表述中正确的是( )
图10
A.粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动
B.粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动
C.只要周期T 和电压U 0的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出
D.粒子不可能沿与板平行的方向飞出 答案 BC 二、非选择题
11.虚线PQ 、MN 间存在如图11所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m ＝2.0×10
－11
kg 、
电荷量为q ＝＋1.0×10－5
C ，从a 点由静止开始经电压为U ＝100V 的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN 上的某点b (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角.已知PQ 、MN 间距为20cm ，带电粒子的重力忽略不计.求：
图11
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1； (2)水平匀强电场的场强大小； (3)ab 两点间的电势差.
答案 (1)1.0×104
m/s (2)1.7×103
N/C (3)400V 解析 (1)由动能定理得：qU ＝12mv 12
代入数据得v 1＝1.0×104
m/s.
(2)粒子沿初速度方向做匀速运动：d ＝v 1t 粒子沿电场方向做匀加速运动：v y ＝at 由题意得：tan30°＝v 1v y
由牛顿第二定律得：qE ＝ma
联立以上各式并代入数据得：E ＝3×103
N/C≈1.7×103
N/C. (3)由动能定理得：qU ab ＝12m (v 12＋v y 2
)－0
联立以上各式并代入数据得：U ab ＝400V.
12.(2018·德州市期末)如图12甲所示，水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ，板间加有如图乙所示随时间变化的电压.A 、B 板中点O 处有一带电粒子，其电荷量为q ，质量为m ，在0～T
2
时间内粒子处于静止状态.已知重力加速度为g ，周期T ＝d
g
.求：
图12
(1)判断该粒子的电性；
(2)在0～T
2
时间内两板间的电压U 0；
(3)若t ＝T 时刻，粒子恰好从O 点正下方金属板A 的小孔飞出，那么U 0U x
的值应为多少. 答案 (1)正电 (2)
mgd q (3)13
解析 (1)由平衡条件可知粒子带正电
(2)0～T
2时间内，粒子处于平衡状态
由mg ＝
qU 0d 得：U 0＝mgd q
(3)在T 2～T 时间内有：d 2＝12at 2
mg ＋qU x
d ＝ma
t ＝T 2
＝
12
d g
由以上各式联立得：U 0U x ＝1
3
.
13.如图13所示，长L ＝0.20m 的绝缘丝线的一端拴一质量为m ＝1.0×10－4
kg 、带电荷量为q ＝＋1.0×10－6
C 的小球，另一端连在一水平轴O 上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E ＝2.0×103
N/C.现将小球拉到与轴O 在同一水平面上的A 点，然后无初速度地将小球释放，取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力.求：
图13
(1)小球通过最高点B 时速度的大小；
(2)小球通过最高点B 时，丝线对小球拉力的大小. 答案 (1)2m/s (2)3.0×10－3
N
解析 (1)小球由A 运动到B ，其初速度为零，电场力对小球做正功，重力对小球做负功，丝线拉力不做功，则由 动能定理有：qEL －mgL ＝
mv B 2
2
v B ＝
2(qE －mg )L
m
＝2 m/s.
(2)设小球到达B 点时，受重力mg 、电场力qE 和丝线拉力F T B 作用，
mg ＝1.0×10－4×10 N＝1.0×10－3 N qE ＝1.0×10－6×2.0×103 N ＝2.0×10－3 N
因为qE ＞mg ，而qE 方向竖直向上，mg 方向竖直向下，小球做圆周运动，其到达B 点时向心力的方向一定指向圆心，由此可以判断出小球一定受到丝线的拉力F T B 作用，由牛顿第二定律
有：F T B ＋mg －qE ＝mv B 2
L
F T B ＝mv B 2
L
＋qE －mg ＝3.0×10－3 N.
高三物理电场专题复习
电场复习指导意见 20XX 年课标版考试大纲本章特点 概念多、抽象、容易混淆。电场强度、电场力、电势、电势差、电势能、 电场力做功。 公式多。在帮助学生理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时，可将其归类。 正负号含义多。在静电场中，物理量的正负号含义不同，要帮助学生正确理解物理量的正负值的含义。 知识综合性强。要把力学的所有知识、规律、解决问题的方法和能力应用 内 容要求说明 54．两种电荷．电荷守恒 55．真空中的库仑定律．电荷量 56．电场．电场强度．电场线．点电荷的场 强．匀强电场．电场强度的叠加 57．电势能．电势差．电势．等势面 58．匀强电场中电势差跟电场强度的关系 59．静电屏蔽 60．带电粒子在匀强电场中的运动 61．示波管．示波器及其应用 62．电容器的电容 63．平行板电容器的电容，常用的电容器 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 带电粒子在匀强 电场中运动的计算，只 限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况
到电场当中 具体复习建议 一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ） 1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮 摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电） 2．从物质的微观结构及物体带电方法 接触带电（所带电性与原带电体相同） 摩擦起电（两物体带等量异性电荷） 感应带电（两导体带等量异性电荷） 3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。 4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意电性）
二．真空中的库仑定律（Ⅱ）1．r r q kq F 2 2112 或 2 2121 12r q kq F F 方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。2．规律在以下情况下可使用：（1）规定为点电荷；（2）可视为点电荷； （3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律 2 21r q kq F 等效处理，但r 表示 两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效） （4）用点电荷库仑定律定性分析绝缘带电金属球相互作用力的情况 两球带同性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 两球带异性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 3．点电荷库仑力参与下的平衡模型（两质量相同的带电通草球模型） 4．两相同的绝缘带电体相互接触后再放回原处 （1）相互作用力是斥力或为零（带等量异性电荷时为零） L mg F T α mgtg l q kq 2 2 1) sin 2(3 2 21sin 4cos l q kq mg T
2019年高考物理真题同步分类解析专题11 光学(解析版)
2019年高考物理试题分类解析 专题11 光学 1.2019全国1卷34.（2）（10分）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m 。距水面4 m 的湖底P 点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为4 3 （i ）求桅杆到P 点的水平距离； （ii ）船向左行驶一段距离后停止，调整由P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 【答案】[物理——选修3–4] （2）（i ）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x 1，到P 点的水平距离为x 1；桅杆高度为h 1，P 点处水深为h 2：微光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有 1 1 tan 53x h =? ① 2 3 tan x h θ= ② 由折射定律有sin53° =n sin θ ③ 设桅杆到P 点的水平距离为x ，则x =x 1+x 2 ④ 联立①②③④式并代入题给数据得x =7 m ⑤ （ii ）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i '，由折射定律有 sin i '=n sin45° ⑥ 设船向左行驶的距离为x'，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x'1，到P 点的水平距离为x'2，则 1 2x x x x '''+=+ ⑦ 1 1 tan x i h ''= ⑧
2 2 tan 45x h '=? ⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'= 623m=5.5m -（） ⑩ 2.34.（2）（10分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： （i ）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________； A ．将单缝向双缝靠近 B ．将屏向靠近双缝的方向移动 C ．将屏向远离双缝的方向移动 D ．使用间距更小的双缝 （ii ）若双缝的间距为d ，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则单色光的波长λ=_________； （iii ）某次测量时，选用的双缝的间距为0．300 mm ，测得屏与双缝间的距离为1.20 m ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm 。则所测单色光的波长为______________nm （结果保留3位有效数字）。 【答案】（2）（i ）B （ii ） 1x d n l ??-（） （iii ）630
静电场中图像问题
静电场中的图像问题 三种图像类型 1．v－t图象： 根据v-t图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化． 2．φ－x图象： （1）电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零； （2）在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向； （3）在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断． 3．E－x图象： （1）反映了电场强度随位移变化的规律； （2）E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向； （3）图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定． [思维深化] 在电势能E p与位移x的图象中，与x轴的交点和图象斜率分别表示什么？ 答案与x轴的交点是电势为零的点，图象斜率反映静电力的大小，也间接反映了电场强度E的大小． 典例应用 【例1】[对v－t图象的理解]（2014·海南·9）（多选）如图1甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为E a、E b，粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b，不计重力，则有（） 图1 A．φa>φb B．E a>E b C．E aW b 答案BD 解析电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v－t图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，E a>E b，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确． 【例2】[对E－x图象的理解]（2014·上海·19）（多选）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图2所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）
2019年高考物理一轮复习试题
.精品文档. 2019年高考物理一轮复习试题 测量速度和加速度的方法 【纲要导引】 此专题作为力学实验的重要基础，高考中有时可以单独出题，16年和17年连续两年新课标1卷均考察打点计时器算速度和加速度问题；有时算出速度和加速度验证牛二或动能定理等。此专题是力学实验的核心基础，需要同学们熟练掌握。 【点拨练习】 考点一打点计时器 利用打点计时器测加速度时常考两种方法： （1）逐差法 纸带上存在污点导致点间距不全已知：（10年重庆） 点的间距全部已知直接用公式：，减少偶然误差的影响（奇数段时舍去距离最小偶然误差最大的间隔） （2）平均速度法 ，两边同时除以t，，做图，斜率二倍是加速度，纵轴截距是 开始计时点0的初速。
1. 【10年重庆】某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电频率f=50Hz在线带上打出的点中，选 出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A B、、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： =16.6=126.5=624.5 若无法再做实验，可由以上信息推知： ①相信两计数点的时间间隔为___________ S ②打点时物体的速度大小为_____________ /s（取2位有效数字） ③物体的加速度大小为__________ （用、、和f表示） 【答案】①0.1s②2.5③ 【解析】①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s . ②根据间的平均速度等于点的速度得v==2.5/s . ③利用逐差法：，两式相加得，由于，，所以就有了，化简即得答案。 2. 【15年江苏】（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运
电场中的常见图像问题
电场中的常见图像问题 A对点训练——练熟基础知识 题组一电场中粒子运动的v -t图像 1．一负电荷从电场中A点由静电释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图像如图7所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()． 图7 解析由v－t图知，负电荷加速度越来越大，故负电荷应向电场线密集处运动，故C正确． 答案 C 2．如图8甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为0的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示．设A、B两点的电场强度分别为E A、E B，电势分别为φA、φB，则()． 图8
A．E A>E B B．E AφB D．φA<φB 解析由图乙可知，电子做匀加速直线运动，故该电场为匀强电场，即E A＝ E B.电子受力方向与电场线的方向相反，故电场线的方向由B指向A，根据沿 着电场线的方向是电势降低的方向，故φA<φB，选项D正确． 答案 D 3．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v-t图像如图9所示，则下列说法中正确的是()． 图9 A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度 B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C．CD间各点电场强度和电势都为零 D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差 解析由题图可知粒子在A点的加速度大于在B点的加速度，因a＝qE m ，所 以E A>E B，A对；粒子从A点到B点动能增加，由动能定理知电场力做正功，电势能减小，B对；同理由动能定理可知A、C两点的电势相等，U AB＝U CB，D错；仅受电场力作用的粒子在CD间做匀速运动，所以CD间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C错． 答案AB 4．如图10甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运
高中物理 静电场及其应用精选测试卷专题练习(word版
高中物理 静电场及其应用精选测试卷专题练习（word 版 一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优（难） 1．如图，真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷，其电荷量分别为1Q +、2Q -，且12Q Q >。取无穷远处电势为零，则（ ） A ．只有MN 区间的电场方向向右 B ．在N 点右侧附近存在电场强度为零的点 C ．在ON 之间存在电势为零的点 D ．MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右，2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左，又因为 12Q Q >，根据2Q E k r =在N 点右侧附近存在电场强度为零的点，该点左右两侧场强方向相反，所以不仅只有MN 区间的电场方向向右，选项A 错误，B 正确； C ．1Q +、2Q -为两异种点电荷，在ON 之间存在电势为零的点，选项C 正确； D ．因为12Q Q >，MO 之间的电场强度大，所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差，选项D 错误。 故选BC 。 2．如图所示，竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ，A 、C 两点为轨道的最高点，B 点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷．将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放，已知重力加速度为g ，则（） A ．小球运动到 B 2gR B ．小球运动到B 点时的加速度大小为3g C ．小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgR D ．小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg ＋k 12 2 q q R 【答案】AD 【解析】
2018年高考物理真题与模拟分项解析：专题04-电场
专题04 电场 1．【2017〃江苏卷】如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P'点，则由O点静止释放的电子 （A）运动到P点返回 （B）运动到P和P'点之间返回 （C）运动到P'点返回 （D）穿过P'点 【答案】A 【考点定位】带电粒子在电场中的运动动能定理电容器 【名师点睛】本题是带电粒子在电场中的运动，主要考察匀变速直线运动的规律及动能定理，重点是电容器的动态分析，在电荷量Q不变的时候，板间的电场强度与板间距无关． 2．【2017〃天津卷】如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点 的加速度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为E pA 、E pB 。下列说法正确的是
A ．电子一定从A 向 B 运动 B ．若a A >a B ，则Q 靠近M 端且为正电荷 C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有E pA a B ，说明电子在M 点受到的电场力较大，M 点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M 端为场源电荷的位置，应带正电，故B 正确；无论Q 为正电荷还是负电荷，一定有电势B A ??>，电子电势能p E e ?=-，电势能是标量，所以一定有E pA 2019年高考物理专题复习：力学题专题
力学题的深入研究 最近辅导学生的过程中，发现几道力学题虽然不是特别难，但容易错，并且辅导书对这几道题或语焉不详，或似是而非，或浅尝辄止，本文对其深入研究，以飨读者。 【题1】（1）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图1所示。打点计时器电源的频率为50Hz 。 ○ 1通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。 ○ 2计数点5对应的速度大小为 m/s ，计数点6对应的速度大小为 m/s 。（保留三位有效数字）。 ○3物块减速运动过程中加速度的大小为a = m/s 2,若用a g 来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 【原解析】一般的辅导书是这样解的： ①和②一起研究：根据T s s v n n n 21++=,其中s T 1.050 15=?=，得
1.0210)01.1100.9(25??+=-v =s m /00.1，1 .0210)28.1201.11(2 6??+=-v =s m /16.1， 1 .0210)06.1028.12(2 7??+=-v =s m /14.1，因为56v v >，67v v <，所以可判断物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 这样解是有错误的。其中5v 是正确的，6v 、7v 是错误的。因为公式T s s v n n n 21++=是匀变速运动的公式，而在6、7之间不是匀变速运动了。 第一问应该这样解析： ①物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 根据1到6之间的cm 00.2s =?，如果继续做匀加速运动的话，则6、7之间的距离应该为01.1300.201.11s 5667=+=?+=s s ，但图中cm s 28.1267=，所以是在6和7之间开始减速。 第二问应该这样解析： ②根据1到6之间的cm 00.2s =?，加速度s m s m T s a /00.2/1 .01000.222 2=?=?=- 所以s m aT v v /20.11.000.200.156=?+=+=。 因为s m T s s v /964.01 .0210)61.866.10(22 988=??+=+=- aT v v -=87=s m /16.11.0)2(964.0=?--。 ③ 首先求相邻两个相等时间间隔的位移差，从第7点开始依次为，cm s 99.161.860.101=-=?，cm s 01.260.661.82=-=?， cm s 00.260.460.63=-=?，求平均值cm s s s s 00.2)(3 1321=?+?+?=?，所以加速度222 2/.1 .01000.2s m T s a -?=?==2/00.2s m 根据ma =mg μ，得g a μ=这是加速度的理论值，实际上'ma f mg =+μ（此式中f 为纸带与打点计时器的摩擦力），得m f g a + =μ'，这是加速度的理论值。因为a a >'所以g a =μ的测量值偏大。
2013年高考物理 真题分类解析 专题8 静电场
2013高考物理分类解析 专题八、静电场 1. （2013全国新课标理综II 第18题）如图，在光滑绝缘水平面上。三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k 。若三个小 球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 A ．2 33l kq B ． 2 3l kq C ． 2 3l kq D ． 2 32l kq 1.B 【命题意图】本题考查库仑定律、电场力、平衡条件及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。 【解题思路】设小球c 带电量Q ，由库仑定律可知小球a 对小球c 的库伦引力为F=k 2 q Q l ， 小球b 对小球c 的库伦引力为F=k 2 q Q l ，二力合力为2Fcos30°。设水平匀强电场的大小为 E ，对c 球，由平衡条件可得：QE=2Fcos30°。解得：E=2 l ，选项B 正确。 【误区警示】错选研究对象，分析小球a 受力或分析小球b 受力，陷入误区。 2. （2013全国新课标理综1第15题）如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) A. k 2 3R q B. k 2 910R q C. k 2 9R q Q + D. k 2 99R q Q + 【命题意图】本题考查电场叠加、点电荷电场强度公式等基础知识点，意在考查考生应用相
电场中的常见图像问题
电场中的常见图像问题 A 对点训练——练熟基础知识 题组一电场中粒子运动的v -t图像 1．一负电荷从电场中A点由静电释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图像如图7所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()． 图7 解析由v－t图知，负电荷加速度越来越大，故负电荷应向电场线密集处运动，故C正确． 答案C 2．如图8甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为0的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示．设A、B两点的电场强度分别为E A、E B，电势分别为φA、φB，则()． （ 图8 A．E A>E B B．E AC．φA>φB D．φA<φB 解析由图乙可知，电子做匀加速直线运动，故该电场为匀强电场，即E A＝ E B.电子受力方向与电场线的方向相反，故电场线的方向由B指向A，根据沿 着电场线的方向是电势降低的方向，故φA<φB，选项D正确． 答案D 3．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v-t图像如图9所示，则下列说法中正确的是()． 图9 A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度 、 B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C．CD间各点电场强度和电势都为零 D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差 解析由题图可知粒子在A点的加速度大于在B点的加速度，因a＝qE m，所 以E A>E B，A对；粒子从A点到B点动能增加，由动能定理知电场力做正功，电势能减小，B对；同理由动能定理可知A、C两点的电势相等，U AB＝U CB，D错；仅受电场力作用的粒子在CD间做匀速运动，所以CD间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C错． 答案AB 4．如图10甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a，b两点时的速度分别为v a、v b，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是()．
高考物理专题汇编带电粒子在电场中的运动(一).docx
高考物理专题汇编带电粒子在电场中的运动( 一) 一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动 1．如图 (a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一水平线上的 两位置，以相同速率同时喷出质量均为m 的油滴 a 和b，带电量为+q的a 水平向右，不带电的 b 竖直向上． b 上升高度为h 时，到达最高点，此时 a 恰好与它相碰，瞬间结合成油滴 p．忽略空气阻力，重力加速度为g．求 (1)油滴 b 竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离； (2)匀强电场的场强及油滴 a、 b 结合为 p 后瞬间的速度； (3)若油滴 p 形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为t0 时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为 T0 （垂直纸面向外为正），已知P 始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积．（忽略 磁场突变的影响） 【答案】（ 1） 2mg ； v P gh 方向向右上，与水平方向夹角为45°2h ； 2h （2） g q ghT02 （3） s min 2 2 【解析】 【详解】 (1)设油滴的喷出速率为v0，则对油滴b做竖直上抛运动，有0v022gh解得 v0 2 gh 0v0gt0解得 t02h g 对油滴 a 的水平运动，有 x0v0 t0解得x 02h (2)两油滴结合之前，油滴 a 做类平抛运动，设加速度为 a ，有 qE mg ma ， h 1 at02，解得 a g 2mg ， E 2q 设油滴的喷出速率为v0，结合前瞬间油滴 a 速度大小为v a，方向向右上与水平方向夹角，则 v0v a cos，v0tan at0，解得v a 2 gh ，45
高三物理专题复习电场
专题四静电场 1、某静电场的电场线分布如图所示，P、Q为该电场中的两点， 下列说法正确的是 A．P点电势高于Q点电势 B．P点场强小于Q点场强 C．将负电荷从P点移动到Q点，其电势能减少 D．将负电荷从P点移动到Q点，电场力做负功 2、水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的 几条电场线，如图所示。以水平线上的某点O'为圆心画一个圆，与 电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是( ) A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势 C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功3、图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带负电的点电荷。 一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运 动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子（） A．带负电B．在c点受力最大 C．在b点的电势能大于在c点的电势能 D．由a点到b点的动能变化小于有b点到c点的动能变化 4、如图所示，虚线是两个等量点电荷所产生的静电场中的一簇等势 线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运 动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是 A．由a到b的过程中电场力对带电粒子做正功 B．由a到b的过程中带电粒子的电势能在不断减小 C．若粒子带正电，两等量点电荷均带正电 D．若粒子带负电，a点电势高于b点电势 5、一质子从A点射入电场，从B点射出，电场的等差等势面和 质子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不 计质子的重力。下列说法正确的是 A．A点的电势高于B点的电势 B．质子的加速度先不变，后变小 C．质子的动能不断减小 D．质子的电势能先减小，后增大 6、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、 q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点， 若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则 下列说法正确的是 A．B点电势高于A点电势B．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能 C．点电荷Q带负电D．q1的电荷量大于q2的电荷量 7、如图所示，虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上两
全国卷高考物理试题分类汇总-专题8：静电场
２012-20１7年新课标全国卷专题分类汇总 专题8：静电场 1．(20１6年新课标全国卷III)关于静电场的等势面， 下列说法正确的是 Ａ.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至 电势较低的等势面，电场力做正功 2.(２014年新课标全国卷I Ｉ）（多选）关于静电场 的电场强度和电势,下列说法正确的是 A ．电场强度的方向处处与等电势面垂直 B.电场强度为零的地方，电势也为零 Ｃ．随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降 低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最 快的方向 3．(２013年新课标全国卷II)如图，在光滑绝缘水 平面上,三个带电小球a 、b 和ｃ分别位于边长为 ｌ的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电，电荷 量均为ｑ，c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k 。若三个小球 均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为 Ａ． 233l kq B.2 3l kq C ．23l kq D.232l kq 4．(201３年新课标全国卷I)如图,一半径为R 的圆盘 上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有ａ、b 、d 三个点，a 和ｂ 、b 和ｃ、c 和d 间的距离均为Ｒ,在a 点处有一电 荷量为q (q >0）的固定点电荷。已知b 点处的场强为零，则点处场强的大小为 ) Ａ．k B.ｋ C ．ｋ D ．k ５.（2016年新课标全国卷Ｉ)一平行板电容器两极 板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器 A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 Ｂ.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C ．极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变 D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 6.（2015年新课标全国卷II)如图，两平行的带电金 属板水平放置。若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转４5°,再由a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将 A.保持静止状态 B ．向左上方做匀加速运动 Ｃ．向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 ７．(2０１２年新课标全国卷）(多选)如图，平行板 电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中，该粒子
2019年高考物理专题复习：力学题专题(含答案)
力学题的深入研究 最近辅导学生的过程中，发现几道力学题虽然不是特别难，但容易错，并且辅导书对这几道题或语焉不详，或似是而非，或浅尝辄止，本文对其深入研究，以飨读者。 【题1】（1）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图1所示。打点计时器电源的频率为50Hz 。 通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间○1某时刻开始减速。 计数点5对应的速度大小为 m/s ，计数点6对应的速度大小○2为 m/s 。（保留三位有效数字）。 物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s 2,若用来计算物○3a a g 块与桌面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦 因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。【原解析】一般的辅导书是这样解的： ①和②一起研究：根据,其中，得T s s v n n n 21++=s T 1.05015=?=
=，=， 1.0210)01.1100.9(25??+=-v s m /00.11 .0210)28.1201.11(2 6??+=-v s m /16.1=，因为，，所以可判断物1 .0210)06.1028.12(2 7??+=-v s m /14.156v v >67v v <块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 这样解是有错误的。其中是正确的，、是错误的。因为公式 5v 6v 7v 是匀变速运动的公式，而在6、7之间不是匀变速运动了。T s s v n n n 21++=第一问应该这样解析： ①物块在两相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 根据1到6之间的，如果继续做匀加速运动的话，则6、7之cm 00.2s =?间的距离应该为，但图中，01.1300.201.11s 5667=+=?+=s s cm s 28.1267=所以是在6和7之间开始减速。 第二问应该这样解析： ②根据1到6之间的，加速度 cm 00.2s =?s m s m T s a /00.2/1 .01000.222 2=?=?=-所以。 s m aT v v /20.11.000.200.156=?+=+=因为s m T s s v /964.01 .0210)61.866.10(22 988=??+=+=-=。 aT v v -=87s m /16.11.0)2(964.0=?--③ 首先求相邻两个相等时间间隔的位移差，从第7点开始依次为，，， cm s 99.161.860.101=-=?cm s 01.260.661.82=-=?，求平均值，所cm s 00.260.460.63=-=?cm s s s s 00.2)(3 1321=?+?+?=?以加速度=222 2/.1 .01000.2s m T s a -?=?=2/00.2s m 根据，得这是加速度的理论值，实际上 ma =mg μg a μ=（此式中为纸带与打点计时器的摩擦力），得，'ma f mg =+μf m f g a +=μ'这是加速度的理论值。因为所以的测量值偏大。a a >'g a =μ
2018年高考物理提高训练专题卷：静电场专题
静电场 一、选择题 1．如图所示，曲线PQ 为一重力不计的带电粒子在匀强电场中运动的轨迹，粒子的出发点为P 点，粒子在P 、Q 两点的速度方向沿图中箭头方向，已知粒子在Q 点的速度方向竖直向下，且粒子在Q 点所具有的电势能最大。下列说法正确的是 （ ） A. 匀强电场的方向一定水平向右 B. Q 点的电势一定比P 点的电势小 C. 该粒子所受的电场力方向斜向右下方 D. 该粒子在Q 点的速度最小 【答案】 D 2．“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是 （ ） A. 静电计指针偏转角度的大小显示了平行板电容器所带电量的多少 B. 若用一个电压表替代静电计，实验效果相同 C. 若在平行板间插入介电常数更大的电介质，板间的电场强度会减小 D. 若平板正对面积减小时，静电计指针偏角减小 【答案】 C 3．如图所示，虚线A 、B 、C 为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V 、5 V 、7 V ，实线为带电粒子在电场中 运动时的轨迹，P 、Q 为轨迹与等势线A 、C 的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法不正确．．．的是 （ ） A. 粒子可能带正电 B. 粒子在P 点的动能大于在Q 点动能 C. 粒子在P 点电势能小于粒子在Q 点电势能 D. 粒子在P 点的加速度小于在Q 点的加速度 【答案】 A 4．如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷。已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) （ ） A. B. C. D. 【答案】 B 5．一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为“电子偶素”的新粒子。电子偶素中的正电子与负电子都以速率v 绕它们连线的中点做圆周运动。假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m 、速率v 和正、负电子间的距离r 的乘积也满足量子化条件，即2n n h mv r n π =，式中n 称为量子数，可取整数值1、2、3、，h 为普朗
高考物理专题 电场(含答案)
专题八电场 考纲解读 分析解读本专题主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确理解场强和电势的物理意义,是掌握好本专题知识的关键。电势能、电场力做功、电势能的变化等是电场能的性质讨论的延伸,带电粒子在电场中的运动问题则是电场上述两性质的综合运用。在复习中应重视对基本概念及规律的理解;注重知识的实际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容的有关知识在实际生产、生活中的应用。加强本专题知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子在复合场中的运动。掌握处理较为复杂的物理问题的方法,如类比、等效、建立模型等思维方法。 命题探究
(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故电场力方向向上。在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足 qE2-mg=ma1① 油滴在时刻t1的速度为 v1=v0+a1t1② 电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a2满足 qE2+mg=ma2③ 油滴在时刻t2=2t1的速度为 v2=v1-a2t1④ 由①②③④式得 v2=v0-2gt1⑤ (2)由题意,在t=0时刻前有 qE1=mg⑥ 油滴从t=0到时刻t1的位移为 s1=v0t1+a1⑦ 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为 s2=v1t1-a2⑧ 由题给条件有 =2g(2h)⑨ 式中h是B、A两点之间的距离。
若B点在A点之上,依题意有 s1+s2=h⑩ 由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得 E 2=E1 为使E2>E1,应有 2-+>1 即当 0 才是可能的;条件式和式分别对应于v 2>0和v2<0两种情形。 若B点在A点之下,依题意有 s1+s2=-h 由①②③⑥⑦⑧⑨式得 E 2=-E1 为使E2>E1,应有 2-->1 即 t 1> 另一解为负,不合题意,已舍去。 五年高考 考点一电场力的性质 1.(2017课标Ⅰ,20,6分)(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d。点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd。下列选项正确的是()
2019年高考物理真题同步分类解析专题06 磁场(解析版)
2019年高考物理试题分类解析 专题06 磁场 1. （2019全国1卷17）如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为（ ） A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 【答案】B 【解析】设导体棒MN 的电流为I ，则MLN 的电流为 2I ，根据BIL F =,所以ML 和LN 受安培力为2F ，根据力的合成，线框LMN 受到的安培力的大小为F +F F 5.130sin 2 20 =? 2. （2019全国1卷24）（12分）如图，在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后，沿平行于x 轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出。已知O 点为坐标原点，N 点在y 轴上，OP 与x 轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ，不计重力。求 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。 【答案】 （1）设带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度大小为v 。由动能定理有2 12 qU mv =① 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，由洛伦兹力公式和牛领第二定律有2 v qvB m r =②
由几何关系知d ③ 联立①②③式得 224q U m B d =④ （2）由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为 πtan302 r s r = +?⑤ 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为 s t v = ⑥ 联立②④⑤⑥式得 2π(42Bd t U =⑦ 【解析】另外解法（2）设粒子在磁场中运动时间为t 1，则U Bd qB m T t 8241412 1ππ=? ==(将比荷代入) 设粒子在磁场外运动时间为t 2，则U Bd qU md qU m d v t 1236326y 2 22= ?=?== 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为21t t t +=，代入t 1和t 2得2π(42Bd t U =. 3. （全国2卷17）如图，边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面（abcd 所在平面）向外。ab 边中点有一电子源O ，可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。已知电子的比荷为k 。则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为（ ） A ．14kBl B ．14kBl ，5 4 kBl
2020届高考物理名校试题专题09 静电场的计算题(原卷版)
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期） 静电场的计算题 1、（2020·重庆市高三上学期一诊）如图所示，两水平面（虚线）之间的区域存在方向水平向右的匀强电场。从离该区域上边界高为h的O点，沿平行于电场的方向，以相同的速率分别先后向左、右抛出a、b两个小球。a、b两小球均带正电，且质量均为m，a球带电量为βq，b球带电量为q。两小球到达电场上边界的位置之间的距离为L，b球进入电场后在电场中做直线运动。忽略a、b之间的库仑力，重力加速度为g。求：（1）两小球抛出时速度v0的大小； （2）若β＝1，且a球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，求电场上下边界之间的距离；（3）若电场的上下边界之间的距离为3h，β为何值时可使两小球从同一位置离开电场。 2、（2020·四川省成都市高三一诊）.如图，AB是竖直面内、圆心在O点、半径为R的1 4 光滑绝缘轨道， 其B端切线水平且距水平地面的高度也为R、OB连线右侧的空间存在方向竖直向下的匀强电场。将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从轨道A端无初速释放，小球从B端飞出后，在地面上第一次的落点C 距B．若小球可视为质点，重力加速度大小为g。求： （1）进入电场前，小球在B端的速度大小及对轨道的压力大小； （2）匀强电场场强大小。
3、（2020·湖北省荆门市高三元月调考）如图所示，倾角θ=37°的绝缘斜面底端与粗糙程度相同的绝缘水平面平滑连接。整个装置处于场强大小为E ,方向水平向右的匀强电场之中。今让一个可视为质点的带电金属块，从斜面顶端由静止开始下滑，已知在金属块下滑到斜面底端的过程中动能增加了6k E ?=J ，金属块克服摩擦力做功W f =14J ，重力做功W G =24J ，设在整个运动过程中金属块的带电量保持不变。（取g =10m/s 2；sin37°=0.6,cos37°=0.8）求： （1）在上述过程中电场力所做的功W 电； （2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ； （3）若已知匀强电场的场强E =5×105V/m ，金属块所带的电量q = 17 ×10－5C 。则金属块在水平面上滑行的距离L 2为多长？ 4、（2020·福建省厦门市高三上学期期末）在竖直平面内，一带电量为+q ，质量为 m 的小球以一定的初动
高考物理试题——电场专题(含标准答案)
高考物理试题——电场（课堂） （全国卷1）16．关于静电场，下列结论普遍成立的是( ) A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 B ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 （全国卷2）17. 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ） A ．2 C B. 4 C C. 6 C D. 8 C （天津卷）5.在静电场中，将一正电荷从a 点移到b 点，电场力做了负功，则( ) A ．b 点的电场强度一定比a 点大 B ．电场线方向一定从b 指向a C ．b 点的电势一定比a 点高 D ．该电荷的动能一定减小 （天津卷）12.（20分）质谱分析技术已广泛应用 于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意 如图，M 、N 为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L ，板右端到屏的距离为D ，且D 远大于L ，O’O 为垂直 于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O’O 的距离。以屏中心O 为原点建立xOy 直角坐标系，其中x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。 （1）设一个质量为m 0、电荷量为q 0的正离子以速度v 0沿O’O 的方向从O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O 点的距离y 0; 4 102s 3103m ?910-?910-?910-?910-
