【物理】2020届一轮复习人教版带电粒子（带电体）在电场中运动的综合问题课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版带电粒子（带电体）在电场中运动的综合问题课时作业

‎2020届一轮复习人教版 带电粒子（带电体）在电场中运动的综合问题 课时作业 ‎1．如图所示，空间有与水平方向成θ角的匀强电场．一个质量为m的带电小球，用长L的绝缘细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好处于水平位置．现用一个外力将小球沿圆弧缓慢地拉到最低点，此过程小球的电荷量不变．则该外力做的功为(　B　)‎ A．mgL B. C．mgLtanθ D. 解析：对小球受力分析如图所示，则重力与电场力的合力F合＝，由动能定理可知：WF＝－WF合＝·L.‎ ‎2．水平放置的平行板电容器与某一电源连接充电后，断开开关，重力不可忽略的小球由电容器的正中央沿水平向右的方向射入该电容器，如图所示，小球先后经过虚线的A、B两点．则(　D　)‎ A．如果小球所带的电荷量为正电荷，小球所受的电场力一定向下 B．小球由A到B的过程中电场力一定做负功 C．小球由A到B的过程中动能可能减小 D．小球由A到B的过程中，小球的机械能可能减小 解析：小球在极板间受到竖直向下的重力作用与竖直方向的电场力作用，由图示小球运动轨迹可知，小球受到的合力竖直向下，即重力与电场力的合力竖直向下．当小球带正电时，若上极板带正电荷，小球受到的合力向下，小球运动轨迹向下，若上极板带负电荷，但如果电场力小于重力，小球受到的合力向下，小球运动轨迹向下，故无法确定电场力的方向，A错误．如果小球受到的电场力向下，小球从A运动到B过程中电场力做正功，如果小球受到的电场力向上，则电场力做负功，B错误．小球受到的合力向下，小球从A运动到B过程中合外力做正功，小球的动能增加，C错误．小球从A运动到B过程中，若电场力做正功，机械能增加，若电场力做负功，机械能减少，D正确．‎ ‎3．如图甲所示，AB是电场中的一条电场线，一带正电粒子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿直线从A点运动到B点做减速直线运动，其at图象如图乙所示，则下列说法正确的是(　C　)‎ A．该电场一定是匀强电场 B．电场线的方向由A指向B C．A、B两点电场强度的大小关系满足EAφB 解析：由图乙可以知道，加速度逐渐增大，即电场力逐渐增大，故场强增大，即EA0)，质量为m(不计重力)．在t＝0时刻受板间电场加速向B板运动，途中由电场反向又向A板返回，T时粒子恰好回到O点．‎ ‎(1)求U0、Ux的比值应满足什么关系？‎ ‎(2)粒子返回O点时的动能是多少？‎ 解析：(1)0～、～T粒子加速度大小a1＝，方向向右，～粒子加速度大小a2＝，方向向左．T时粒子恰好回到O点a12＋a1××－a22＋×＋a12＝0，＝＝ ‎(2)粒子回到O点速度 v＝a1×－a2×＋a1×＝－ 此时粒子动能Ek＝mv2＝ 答案：(1)＝　(2) ‎11．(2019·湖南郴州二模)如图所示，一足够长的固定斜面，倾角θ＝30°.质量为M＝‎0.2 kg的绝缘长板A，以初速度v0＝‎3 m/s，沿斜面匀速下滑．空间有一沿斜面向下的匀强电场，电场强度E＝2.5×102 N/C.质量为m＝‎0.1 kg、电荷量为q＝＋4×10－‎4 C的光滑小物块B，轻放在A板表面上(整个过程未从上端滑出)，此后经时间t＝0.1 s，撤去电场，当物块速度为v＝‎8 m/s时恰好离开板A，g取‎10 m/s2.求：‎ ‎(1)撤电场时物块B的动能EkB和1 s内的电势能变化量ΔEp；‎ ‎(2)撤电场时，板A的速度vA；‎ ‎(3)物块B在板A上运动的全过程，系统发热Q.‎ 解析：(1)开始时，B在板上加速：qE＋mgsin30°＝ma1‎ 撤去电场时，B的速度vB＝a1t＝‎0.6 m/s B的动能EkB＝mv＝0.018 J 此时B在电场方向上的位移L1＝＝‎‎0.03 m B的电势能变化量ΔEp＝－qEL1＝－3×10－3 J ‎(2)A匀速下滑有Mgsin30°＝μMgcos30°‎ B轻放上A，对A有μ(M＋m)gcos30°－Mgsin30°＝Ma0‎ 撤去电场时，A的速度：vA＝v0－a0t＝‎2.75 m/s；‎ ‎(3)如果B还在A上运动时：因为最大静摩擦力Ffmax>Mgsin30°，当A速度减为0后，A将静止在斜面上 从撤去电场到A静止的过程中，A、B整体动量守恒：‎ mvB＋MvA＝mv1‎ 当A速度为0时，可得B的速度v1＝‎6.1 m/s<‎8 m/s 因此，A静止后，B继续在A上加速运动直到离开 A的总位移xA＝＝‎‎1.8 m 系统发热Q＝μ(m＋M)gcos30°×xA＝2.7 J.‎ 答案：(1)0.018 J　3×10－3 J　(2)‎2.75 m/s　(3)2.7 J