3/3第8講電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.（2024·江西高考1題）蠟燭火焰是一種含有電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質(zhì)，將其置于電壓恒定的兩平行金屬板間，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。若兩金屬板間距減小，關(guān)于火焰中電子所受的電場(chǎng)力，下列說法正確的是（）A.電場(chǎng)力增大，方向向左B.電場(chǎng)力增大，方向向右C.電場(chǎng)力減小，方向向左D.電場(chǎng)力減小，方向向右2.（2024·江蘇南通模擬）如圖甲所示的是靜電除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，把高壓電源的正極接在金屬圓筒上，負(fù)極接到圓筒中心懸掛的金屬線上，其橫向截面圖如圖乙所示，虛線PQ是某帶電粉塵的運(yùn)動(dòng)軌跡，則該粉塵（）A.帶正電荷B.在P點(diǎn)的動(dòng)量大小比在Q點(diǎn)的大C.在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的高D.會(huì)被吸附到金屬線上3.（2024·山東淄博一模）在金屬球殼的球心有一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，球殼內(nèi)外的電場(chǎng)線分布如圖所示，下列說法正確的是（）A.K點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比L點(diǎn)的大B.球殼內(nèi)表面帶負(fù)電，外表面帶正電C.試探電荷＋q在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的大D.試探電荷＋q沿電場(chǎng)線從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功4.（多選）（2024·四川成都一模）如圖，平行板電容器與電壓為U的直流恒壓電源相連，改變電容器極板間距離d，待電路穩(wěn)定后，帶正電的粒子，其質(zhì)量為m、電荷量為q，從靠近左極板處由靜止釋放，測(cè)得粒子從出發(fā)至右極板所用的時(shí)間為t，到達(dá)右極板的速度大小為v，重復(fù)上述過程，完成多次實(shí)驗(yàn)。極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受重力忽略不計(jì)。下列圖像正確的是（）5.（2024·吉林高考6題）在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球僅在重力和電場(chǎng)力作用下于豎直面（紙面）內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如圖，若小球的初速度方向沿虛線，則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線；若小球的初速度方向垂直于虛線，則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)等高處的過程中（）A.動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 B.動(dòng)能增大，電勢(shì)能增大C.動(dòng)能減小，電勢(shì)能減小 D.動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小6.（2024·全國(guó)甲卷18題）在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零時(shí)，距離該點(diǎn)電荷r處的電勢(shì)為kQr，其中k為靜電力常量；多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。電荷量分別為Q1和Q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖中曲線所示（圖中數(shù)字的單位是伏特），則（A.Q1＜0，Q1Q2＝－2 B.Q1＞0，C.Q1＜0，Q1Q2＝－3 D.Q1＞0，7.（2024·福建三明一模）一電場(chǎng)的電勢(shì)φ隨x的變化規(guī)律如圖，圖線關(guān)于φ軸對(duì)稱，且A、O間距離小于B、O間距離，下列說法正確的是（）A.該電場(chǎng)可能為勻強(qiáng)電場(chǎng)B.一負(fù)電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于B點(diǎn)電勢(shì)能C.一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力不做功D.A、B間電場(chǎng)方向?yàn)橛葿指向A8.（2024·北京高考11題）如圖所示，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn)，P、Q是MN連線上的兩點(diǎn)，且MP＝QN。下列說法正確的是（）A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大B.P點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變9.（2024·江蘇五?？记澳M）如圖所示，一均勻帶電荷量為＋Q、半徑為R的半球面，虛線是過球心的對(duì)稱軸，A、B兩點(diǎn)關(guān)于球心對(duì)稱。其中A點(diǎn)的電勢(shì)為φ0，若點(diǎn)電荷＋q周圍電勢(shì)φ＝kqr，則B點(diǎn)的電勢(shì)為（A.2kQR＋φ0 B.2kQC.kQR D.10.（2024·四川雅安一模）如圖，在第一象限0≤x≤2L區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1（未知），2L＜x≤4L區(qū)域內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2（未知）。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以速率v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)并依次通過A（2L，L）和B（4L，2L）兩點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。已知L、m、q和v0，求：（1）粒子運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的速度大?。唬?）電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小。11.（2024·廣東中山期末）空間中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝3mgq。絕緣圓形軌道豎直放置，O點(diǎn)是它的圓心、半徑為R，A、C為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，B、D為與圓心O等高的兩點(diǎn)，如圖所示。在軌道A點(diǎn)放置一質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的光滑小球?，F(xiàn)給小球一初速度v0（v0≠0），重力加速度取為g，則下列說法正確的是（A.無論v0多大，小球不會(huì)脫離軌道 B.只有v0≥gR，小球才不會(huì)脫離軌道C.v0越大，小球在A、C兩點(diǎn)對(duì)軌道的壓力差也越大 D.若將小球無初速度從D點(diǎn)釋放，小球一定會(huì)沿軌道經(jīng)過C點(diǎn)

第8講電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.BB正確。2.B虛線是粉塵的運(yùn)動(dòng)軌跡，其所受的合外力指向軌跡的凹側(cè)，即帶電粉塵受到的電場(chǎng)力的方向指向金屬圓筒，即粉塵帶負(fù)電荷，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，由題圖可知，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低，因粉塵帶負(fù)電，由Ep＝qφ，可知電勢(shì)大的地方，電勢(shì)能小，即粉塵在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能小，對(duì)于粉塵有E＝Ek＋Ep，對(duì)于同一個(gè)粉塵，粉塵在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度，由動(dòng)量的定義可知，粉塵在P點(diǎn)的動(dòng)量大小比在Q點(diǎn)的大，故B正確，C錯(cuò)誤；由于粉塵帶負(fù)電，而金屬圓筒帶正電，正負(fù)電荷互相吸引，所以粉塵最終會(huì)被吸附到金屬圓筒上，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.D由于處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，所以L點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比K點(diǎn)的大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)榻饘偾驓さ那蛐挠幸粋€(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律，正電荷受到負(fù)電荷的吸引力聚集在球殼內(nèi)部，球殼外部有多余的負(fù)電荷，所以球殼內(nèi)表面帶正電，外表面帶負(fù)電，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，N點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的電勢(shì)高，所以試探電荷＋q在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；試探電荷＋q的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，所以逆著電場(chǎng)線從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，故選項(xiàng)D正確。4.AC對(duì)于帶正電的粒子，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用，根據(jù)動(dòng)能定理，有Uq＝12mv2，可得v＝2Uqm，可知粒子到達(dá)右極板的速度v的大小與極板間距離d無關(guān)，A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a，有Eq＝ma，E＝Ud，d＝12at2，聯(lián)立可得t＝d2mUq，可知，5.D根據(jù)題意可知，小球所受合力方向沿虛線向下，則其所受電場(chǎng)力方向水平向右，小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)等高處的過程做類平拋運(yùn)動(dòng)，小球的速度增大，動(dòng)能增大，由于小球所受電場(chǎng)力與小球速度的夾角一直為銳角，則電場(chǎng)力做正功，小球的電勢(shì)能減小，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。6.B根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，結(jié)合題圖可知，Q1＞0，Q2＜0，A、C錯(cuò)誤；設(shè)兩點(diǎn)電荷間的距離為3L，則有kQ12L＋kQ2L＝0，解得Q1Q27.Bφ-x圖像切線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，圖中切線斜率在變化，表示電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，A錯(cuò)誤；根據(jù)φ-x圖像可知A點(diǎn)電勢(shì)小于B點(diǎn)電勢(shì)，根據(jù)Ep＝φq可知，該負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，B正確；一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢(shì)升高，電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，C錯(cuò)誤；由于順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，因此A、B間電場(chǎng)方向?yàn)橛葾指向O和由B指向O，D錯(cuò)誤。8.C結(jié)合電場(chǎng)疊加原理和點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝kQr2可知P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，A錯(cuò)誤；兩等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線從正點(diǎn)電荷出發(fā)，指向負(fù)點(diǎn)電荷，又沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，則φP＞φQ，B錯(cuò)誤；P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EP＝kQxMP2＋kQxNP2，若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍，C正確；若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P、Q之間的電場(chǎng)強(qiáng)度均變大，又P、Q兩點(diǎn)間的距離不變，則根據(jù)U＝Ed9.B設(shè)半球面在B點(diǎn)的電勢(shì)為φ1，在半球面的右側(cè)填補(bǔ)一個(gè)均勻的帶電荷量為＋Q的、半徑為R的半球面，根據(jù)φ＝kqr，填補(bǔ)后圓心O點(diǎn)的電勢(shì)為φO＝k2QR，又因?yàn)棣誒＝φA＝φB，填補(bǔ)后，根據(jù)題意得φB＝φ1＋φ0，φA＝φ0＋φ1，解得φ1＝2kQR－φ010.（1）2v0（2）2解析：（1）粒子在電場(chǎng)E1中沿x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)沿x方向，有2L＝v0t1沿y方向，有L＝vy2粒子運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)處的速度大小為vA＝v02＋vy（2）粒子在電場(chǎng)E2中沿x方向做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沿y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y方向，有2L－L＝vyt2沿x方向，有4L－2L＝v0t2＋12a2由牛頓第二定律有qE2＝ma2聯(lián)立解得電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E2＝2m11.D由題意可知小球所受靜電力與重力的合力方向豎直向上，大小為F＝qE－mg＝2mg，若要使小球不脫離軌道，設(shè)其在A點(diǎn)所具有的最小速度為vmin，根據(jù)牛頓第二定律有F＝mvmin2R，解得vmin＝2gR，所以只有當(dāng)v0≥2gR時(shí)，小球才不會(huì)脫離軌道