2009届高考物理二轮专题复习专题二在电磁场中电荷的直线运动

玉田一中 2009 届高考物理二轮专题复习 专题二 力和直线运动 第 2 课时 1 在电磁场中电荷的直线运动 考点整合 带电粒子在电磁场中的直线运动可分以下两类： 1带电粒子在电场中直线运动的问题：实质是在电场中处理的力学问题，因此分析方法和力 学中分析方法基本相同：先分析研究对象的受力情况，再结合研究对象的运动状态或运动过程 （平衡、加速、减速、是否为直线运动等） ，选用恰当的力学规律（如牛顿运动定律、运动学公式、 动能定理或动量守恒定律等）进行处理。 2带电粒子在磁场中直线运动的问题：把握磁场对运动电荷产生的洛伦兹力方向始终垂直于 粒子的速度方向，所以洛伦兹力在任何情况下对电荷都不做功，只能改变电荷运动速度的方向而 不改变速度的大小。 精题演练 1如图所示，A、B 两点各有一个等量正电荷，位置固定。O 1O2 为 AB 连线的垂直平分线，O 为 垂足，一个电子（重力不计）从 O1 一侧沿 O1O2 方向穿过 O 点再向 O2 运动的过程中 A、它的加速度在 O 点时最大 B、它的加速度开始先逐渐增大再减小，后又逐渐增大再减小 C、它在 O 点时电势能最小 D、O 点电势最低 2一个劲度系数为 k，用绝缘材料制成的轻弹簧，一端固定，另一端与质量为 m、带正电荷 q 的 小球相连，静止在光滑绝缘水平面上，当加入如图所示的场强为 E 的匀强电场后，小球开始运动， 下列说法中正确的是 A球的速度为零时，弹簧伸长 qE/k B、球做简谐运动，振幅为 qE/k C、运动过程中，小球的机械能守恒 D、运动过程中，电势能、动能和弹性势能相互转化 3如图所示，质量为 m，带电荷量为 q 的小物块 A 沿水平面在磁场强度为 B，方向垂直纸面向 里的匀强磁场中运动，某一时刻物块的速度为 v0，设物块与水平面间动摩擦因数为 。则物块 A 从速度 v0 变为静止需要的时间是 A、等于 B、小于)(0qg)(0Bg C、大于 v D、以上三种情况都有可能 4如图所示，图中 A、B 是一对平行的金属板，在两板间加一周期为 T 的交变电压 U，A 板的电 势 U1=0，B 板的电势 UB 随时间的变化规律为：在 0 到 的时间内，U B=U0（正的常数） ；在 到2T 2T T 的时间内 UB=U 0 ；在 T 到 的时间内，U B=U0；在 到 2T 的时间内，U B=U 0 ；，现233 有一电子从 A 板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则 A、若电子是在 t=0 时刻进入的，它将一直向 B 板运动 B、若电子是在 时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运8Tt 动，最后打在 B 板上 C、若电子是在 时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板83t 运动，最后打在 B 板上 D、若电子是在 时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动2Tt 5如图所示，一光滑绝缘槽放在方向竖直向下，强度为 E 的匀强电场中， 从槽顶端 A 处沿斜槽向下释放一初速度为 v0、带负电的小球，小球质量为 m，带电荷量为 q，斜槽底端 B 与 A 点的竖直高度差为 h，要使小球能沿斜 槽运动到 B，电场强度 E 的取值应_；小球运动到 B 点时的速度 应为_。 6A、B 两带电小球，A 固定不动，B 的质量为 m，在库仑力作用下，B 由静止开始运动。已知初 始时，A、B 间的距离为 d，B 的加速度为 a，经过一段时间后，B 的加速度变为 ，此时 A、B 间4a 的距离应为_。已知此时 B 的速度为 v ，则在此过程中电势能的减少量为_。 7如图所示是观察油滴在水平放置的平行板电容器中运动的实验装置。原有一油滴 P，静止在电 容器中，调节滑动变阻器，使电容器两端电压突然减少 U，油滴开始运动，经 t 时间后，又调 节变阻器使电容器两端电压突然增加 4 U，经过多少时间油滴能回到原来静止时所处的位置？ （油滴在运动过程中均未碰板） U A B A v0 E A B O1 O O2 A h B E 8如图所示，有一个很小的带电油珠自点 A 受到重力作用自由落下，然后由孔 B 进入电容器内， 由于受到电场力作用，降落至 F 极时速度恰好为零。若 AB 距离为 h，两极间距离为 d，油珠带电 荷量为q，质量为 m，试求两极间电场强度多大？油珠由上板运动到下板所用时间是多少？ 9，如图所示，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，在 A、B 两板间加如图所示的交变电压，带电粒子在电场力作用下由静止开始运动，经 3t0 时 间刚好到达 B 板，设此时粒子的动能大小为 Ek3。 若用改变 A、B 两板间距的方法，使粒子在 5t0 时刻到达 B 板，此时粒子的动能大小为 Ek5。求 Ek3/ Ek5 等于多少？ 若保持 A、B 两间距离及电压的值 U0 不变，仅用改变交变电压周期的方法，使粒子到达 B 板的 动能最大，求此交变电压的最小周期与原周期之比。 10.有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加 上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。 如图所示，电容量为 C 的平行板电容器的极板 A 和 B 水平放置，相距为 d，与电动势为 、内阻 可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为 m 的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球 与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电 荷符号与该极板相同，电量为极板电量的 倍（mg d 其中 q=Q 又有 Q=C 由以上三式有 mgd C （2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以 a1 表示其加速度， t1 表示从 A 板到 B 板所用的时间，则有 q +mg=ma1 郝双制作 d d= a1t12 12 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以 a2 表示其加速度，t 2 表 示从 B 板到 A 板所用的时间，则有 q mg=ma 2 d d= a2t22 12 小球往返一次共用时间为（t 1+t2） ，故小球在 T 时间内往返的次数 n= 郝双制作