2019高考物理 模型系列之算法模型 專題11 帶電粒子在電場中運(yùn)動模型學(xué)案.doc
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專題11 帶電粒子在電場中運(yùn)動模型 模型界定 本模型主要是處理自由帶電體在電場或電場與重力場中的運(yùn)動以及帶電約束體在電場中運(yùn)動問題解法與技巧。 模型破解 一、自由帶電體的運(yùn)動 1.處理帶自由電體運(yùn)動時首先要考慮的是粒子重力能否忽略： （1）電子、質(zhì)子、粒子、離子等通常不計重力 （2）小球、液滴、塵埃等除非題目有明確說明外需考慮重力作用 （3）帶電粒子、帶電微粒是否考慮重力的作用需要根據(jù)題意分析，甚至需通過計算后與電場力比較來確定是否考慮重力，一般比電場力小二個級以上不考慮重力作用。 2.從能量角度處理帶電粒子運(yùn)動時，若粒子重力不計則只涉及兩種形式的能量：動能與電勢能，且二者之和保持不變；若重力不能忽略時，還要考慮重力勢能，此時三者之和不變。帶電粒子運(yùn)動過程中電勢能的計算與判定方法有： （1）功能關(guān)系：電場力所做功等于電勢能減小量，與電荷電性無關(guān) （2）電勢能與電勢關(guān)系：正電荷在電勢越高處電勢能越大，負(fù)電荷則相反 （3）能量守恒 3.判定與計算電場力做功也是處理帶電粒子在電場中運(yùn)動的一個重要環(huán)節(jié)，包括在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的帶電體，計算或判定電場力做功的方法有： （1）由力與運(yùn)動方向間夾角判定功的正負(fù)：始終為銳角時做正功，始終為鈍角時做負(fù)功，始終為直角時才不做功 （2）靜電力做功可由相互作用的物體間距離變化來確定功的正負(fù)：距離增大時引力做負(fù)功、斥力做正功，距離減小時則相反 （3）勻強(qiáng)電場中可由功的定義式計算電場力所做功 （4）由電勢差正負(fù)與電荷正負(fù)判定： （5）由功能關(guān)系判定 （6）由動能定理判定 例１.如圖所示，水平放置的兩平行金屬板間有一豎直方向的勻強(qiáng)電場，板長為L，板間距離為d，在距極板右端L處有一豎直放置的屏Ｍ，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央平行于極板射入電場，最后垂直打在Ｍ屏上，以下說法中正確的是 A．質(zhì)點打在屏的Ｐ點上方，板間電場強(qiáng)度的大小為 B．質(zhì)點打在屏的Ｐ點上方，板間電場強(qiáng)度的大小為 C．質(zhì)點打在屏的Ｐ點下方，板間電場強(qiáng)度的大小為 D．質(zhì)點打在屏的Ｐ點下方，板間電場強(qiáng)度的大小為 【答案】A 例2.圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷只在靜電力的作用下運(yùn)動，經(jīng)過、點時的動能分別為和。當(dāng)這一點電荷運(yùn)動到某一位置時，其電勢能變?yōu)?，它的動能?yīng)為 A． B． C． D． 【答案】D 例３.如圖，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，做以O(shè)為焦點的橢圓運(yùn)動。M、P、N為橢圓上的三點，P點是軌道上離Q最近的點。電子在從M到達(dá)N點的過程中 A．速率先增大后減小 B．速率先減小后增大 C.電勢能先減小后增大 D．電勢能先增大后減小 【答案】：AC 【解析】電子從M→P→N的運(yùn)動過程中，先靠近帶正電的點電荷再遠(yuǎn)離該點電荷，所以電子受到的庫侖力先做正功后做負(fù)功，因此電勢能先減小后增大，速率先增大后減?。? 例４.如圖所示，在XOY平面存在有電場，可能是正點電荷電場，也可能是勻強(qiáng)電場。若為勻強(qiáng)電場，則電場線與XOY平面平行；若為點電荷電場，場源電荷放在平面內(nèi)某個位置?，F(xiàn)將一檢驗電荷q放在（0，0）點，受到的電場力大小為F。若將q分別沿x軸及y軸移到A（-3a，0）、B（0，3a）、C（a，0）三點，電場力做功均為W。則：（ ） A．XOY空間存在勻強(qiáng)電場，且場強(qiáng)方向平行Y軸； B．q從O點沿x軸移到A的過程中，電場力一直做正功； C．q在B點，受到的電場力大小為 ； D．q在O、A、B、C四點時，在O點電勢能最低 。 【答案】C 【解析】若XOY空間存在方向平行Y軸的勻強(qiáng)電場，則AOC處于同一等勢線上，將電荷從O移動電荷到A或C點時，電場力不做功，A錯誤；若電場是點電荷產(chǎn)生的電場時，則一定是正點電荷電場，而且ABC三點一定在一個等勢圓上，如圖， 場源電荷一定在圖中兩線的交點處，此時q從O點沿x軸移到A的過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，故B錯誤；如圖，，由幾何知識可得出abc的長度，即、，由庫侖定律可知電場力的比等于距離平方的反比，所以ABC點，受到的電場力大小都為，故C正確；由于電場力做正功時電勢能減小，故電荷在O點處電勢能最大，D錯誤。 例５.如圖所示，兩個固定的相同細(xì)環(huán)相距一定的距離，同軸放置，O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷．一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運(yùn)動過程中 A．在O1點粒子加速度方向向左 B．從O1到O2過程粒子電勢能一直增加 C．軸線上O1點右側(cè)存在一點，粒子在該點動能最小 D．軸線上O1點右側(cè)、O2點左側(cè)都存在場強(qiáng)為零的點，它們關(guān)于O1、O2連線中點對稱 【答案】ACD 【解析】由對稱性可知任一均勻帶電環(huán)在環(huán)心處產(chǎn)生的場強(qiáng)為零，在軸線上產(chǎn)生的電場方向沿軸線所在直線，而在距環(huán)無限遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為零，可推知在環(huán)的軸線上從環(huán)心到無限遠(yuǎn)處場強(qiáng)的大小是先增大后減小的．再由場的疊加可知，在Ｏ１點處的場強(qiáng)等于左環(huán)在Ｏ１處產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)，由于左環(huán)帶負(fù)電，故Ｏ１處場強(qiáng)方向向左，帶正電的粒子在Ｏ１處受力方向向左，加速度向左，Ａ正確．在Ｏ１到Ｏ２之間兩環(huán)產(chǎn)生的電場方向都是向左的，則此范圍內(nèi)總場強(qiáng)的方向是向左的，正粒子從Ｏ１運(yùn)動到Ｏ２過程中電場力一直做正功，其電勢能一直是減小的，Ｂ錯誤．在Ｏ１的右側(cè)，＋Ｑ沿軸線產(chǎn)生的電場從零開始先增大后減小，方向與－Ｑ產(chǎn)生的電場相反，在距Ｏ１較近時－Ｑ產(chǎn)生的電場較強(qiáng)，在距Ｏ１較遠(yuǎn)時＋Ｑ產(chǎn)生的電場較強(qiáng)，故在Ｏ１右側(cè)必存在一點，在該點兩帶電環(huán)產(chǎn)生的電場等值反向，則可判定正粒子從很遠(yuǎn)處向Ｏ１運(yùn)動中電場力先做負(fù)功，越過此點后做正功，Ｃ正確．同理在Ｏ２左側(cè)也必存在在一場強(qiáng)為零的點，由對稱性知此兩點關(guān)于Ｏ１、Ｏ２連線的中點對稱，Ｄ正確． 4.當(dāng)粒子運(yùn)動所處的電場或運(yùn)動情況以圖像形式呈現(xiàn)時： （1）在描述電場性質(zhì)的圖像中，有E－x與兩種。除了可從圖像上確定某點的場強(qiáng)或電勢及變化情況外，應(yīng)用的重點是E-x圖線的面積－－電勢差與圖像的斜率－－電場強(qiáng)度或x軸方向上的場強(qiáng)分量。要注意圖像中E的正負(fù)表示方向，大小看絕對值；的正負(fù)表示大小 （2）在描述帶電體運(yùn)動的圖像中，常見的有v-t圖、v-x圖、電勢能隨距離變化的Ep-x圖、動能隨距離變化的Ek-x圖、機(jī)械能隨距離變化的E-x圖等，應(yīng)用的重點也在各圖線的斜率： 1v-t圖線的切線斜率是加速度，反應(yīng)帶電體所受合力大小與方向。當(dāng)帶電體只在電場力作用下運(yùn)動時，反映的是所經(jīng)歷各點的場強(qiáng)大小與方向 v-x圖線的切線斜率與加速度有關(guān)，但不是加速度，而是，可見其斜率為0處加速度一定為0，但斜率大處加速度不一定大 2Ep-x圖線本身可反映經(jīng)歷各點電勢變化情況，切線的斜率表示電場力，可反應(yīng)場強(qiáng)大小與方向變化情況 Ek-x圖線斜率表示合外力，只在電場力作用下運(yùn)動時圖線本身反映電勢能、電勢的變化情況，切線斜率反映場強(qiáng)變化情況 E-x圖線切線斜率表示除重力外的其它外力，當(dāng)只受到電場力或除重力外只有電場力時，與Ek-x圖像類似，也能反映電勢能、電勢及場強(qiáng)變化情況 例６.空間存在一沿x軸方向的靜電場，電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點對稱，A、B是x軸上關(guān)于原點對稱的兩點。下列說法中正確的是 A．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則O點處電勢為零 B．電子在A、B兩點的電勢能相等 C．電子在A、B兩點的加速度方向相反 D．電子從A點由靜止釋放后的運(yùn)動軌跡可能是曲線 【答案】BC 例７如圖甲所示，Q1、Q2為兩個固定點電荷，其中Q1帶正電，兩電荷連線的延長線上有a、b兩點。一帶正電的試探電荷，只在靜電力作用下以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠(yuǎn)處運(yùn)動，其速度一時間圖象如圖乙所示，分別為試探電荷經(jīng)過a、b兩點時的速度。下列說法正確的是 （ ） A．帶正電 B． C．試探電荷從b點到a點的過程中電勢能增大 D．試探電荷離開a點后所受靜電力一直減小 【答案】ＢＣ 【解析】由速度圖線的斜率知點電荷在ａ點處的加速度為零，則ａ點的場強(qiáng)為零，可知Ｑ２的電性必與Ｑ１相反且電荷量的絕對值一定小于Ｑ１所帶電荷量，Ａ錯誤Ｂ正確．由場的疊加知ｂａ之間的電場方向由a指向b，正試探電荷由b到a靜電力做負(fù)功，電勢能增大，Ｃ正確．在ａ點處場強(qiáng)為零，到無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為零，則由ａ點到無窮遠(yuǎn)場先增大后減小，故Ｄ正確． 例８.兩個點電荷Q1、Q2固定于x軸上。將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近Q2(位于座標(biāo)原點O)。過程中，試探電荷的電勢能Ep隨位置變化的關(guān)系如圖所示。則下列判斷正確的是（ ） A.M點電勢為零，N點場強(qiáng)為零 B.M點場強(qiáng)為零，N點電勢為零 C. Q1帶負(fù)電，Q2帶正電，且Q2電荷量較小 D. Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，且Q2電荷量較小 【答案】AC 例９.某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖甲中虛線所示。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運(yùn)動。以O(shè)為坐標(biāo)原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機(jī)械能與位移的關(guān)系如圖乙所示，則（不考慮空氣阻力） A.電場強(qiáng)度大小恒定，方向沿x軸負(fù)方向 B.從O到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度越來越大 C.從O到x1的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功起來越大 D.到達(dá)x1位置時，小球的速度大小為 【答案】BD 5.當(dāng)粒子運(yùn)動情況以軌跡形式呈現(xiàn)時 （1）.當(dāng)粒子僅在電場力作用下運(yùn)動時，若已知電場線分布與粒子運(yùn)動軌跡時，取軌跡與電場線上的某一交點進(jìn)行判定： 利用電場線與軌跡的彎曲方向可確定電場力的方向，進(jìn)而由電場線方向可確定粒子電性或反之。 利用軌跡的切線方向可確定粒子運(yùn)動速度方向，結(jié)合電場力方向可再確定電場力做功情況與電勢能變化情況、速度與動能變化情況 可確定加速度變化情況可由電場線的疏密程度先確定電場力變化情況，再結(jié)合牛頓第二定律來確定 判定電勢變化情況可從以下兩種方法中選擇其一：1由電場線方向確定；2由電勢能變化結(jié)合電荷電性確定。 (2)當(dāng)粒子僅在電場力作用下運(yùn)動時，若已知等勢線分布與粒子運(yùn)動軌跡時，取軌跡與等勢線上的某一交點進(jìn)行判定： 利用等勢線的垂線與軌跡的彎曲方向可確定電場力的方向，進(jìn)而由各等勢線電勢的高低可確定粒子電性或相反 由軌跡切線可先確定粒子速度方向，結(jié)合電場力方向可確定電場力做功情況，進(jìn)而可得粒子速度與動能變化情況、電勢能能變化情況 在粒子電性、各等勢線電勢高低、粒子運(yùn)動中電勢能變化情況（或動能變化情況）中可已知其二求其一 直接由等差等勢面分布的疏密程度可確定電場強(qiáng)度的大小，或由等勢線畫出電場線從而確定電場強(qiáng)度的大小情況，再結(jié)合牛頓第二定律確定加速度變化情況 (3)當(dāng)粒子僅在電場力作用下運(yùn)動時，若已知場源電荷位置與粒子運(yùn)動軌跡時，可取軌跡上的某一點進(jìn)行判定： 1只有一個場源電荷時 由場源電荷位置與軌跡彎曲方向可確定粒子所受靜電力是引力還是斥力，進(jìn)而可判定粒子電性與場源電荷電性是相同還是相反，還可知其一而判定另一電性 由粒子到場源電荷的距離變化可確定靜電力大小變化情況，進(jìn)而可判定加速度變化情況 由距離變化結(jié)合靜電力方向可判定粒子運(yùn)動過程中靜電力做功情況，進(jìn)而可得粒子運(yùn)動中速度、動能、電勢能變化情況 粒子運(yùn)動中所經(jīng)歷各點的電勢變化情況的判定方法有二：一是由場源電荷電性及某點到場源電荷距離的遠(yuǎn)近判斷；二是由粒子電性結(jié)合其電勢能變化情況來判斷 2有多個場源電荷時 可先根據(jù)場源電荷的位置與電性、電量判定選定點場強(qiáng)方向或場強(qiáng)所在直線，再按上述思路進(jìn)行判定 例10.如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示．則( ) A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加 C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加 D．兩個粒子的動能，一個增加一個減小 【答案】C 例11.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶負(fù)電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R同時在等勢面b上，據(jù)此可知( ) A．三個等勢面中，c的電勢最低 B．帶電質(zhì)點在P點的電勢能比在Q點的小 C．帶電質(zhì)點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小 D．帶電質(zhì)點在R點的加速度方向垂直于等勢面b 【答案】D 例12.負(fù)點電荷Q固定在正方形的一個頂點上，帶電粒子P僅在該電荷的電場力作用下運(yùn)動時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點a、b、c，如圖所示，則 A．粒子P帶負(fù)電 B．a(chǎn)、b、c三點的電勢高低關(guān)系是 C．粒子P由a到b電勢能增加，由b到c電勢能減小 D．粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2:1:2 【答案】BCD 【解析】粒子P僅受電場力作用，軌跡彎曲方向指向場源電荷，即粒子受到靜電引力，故粒子P與場源電荷異性帶正電，A錯誤。因場源電荷帶負(fù)電，離其越遠(yuǎn)電勢越高，故，B正確。粒子P由a到b遠(yuǎn)離場源電荷，引力做負(fù)功，電勢能增加；同理由b到c，靜電引力做正功，電勢能減小，C正確。靜電力，故粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2:1:2，D正確。 例13.如圖所示，真空中有兩個等量異種點電荷A和B一帶負(fù)電的試探電荷僅受電場力作用，在電場中運(yùn)動的部分軌跡如圖中實線所示．M、N是軌跡上的兩點，MN連線與AB連線垂直，O為垂足，且AO>OB。設(shè)M、N兩點的場強(qiáng)大小分別為EM、EN，電勢分別為、。下列判斷中正確的是（ ） A．EM大于EN B．大于 C．B點電荷一定帶正電 D．此試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能 【答案】C 二、約束帶電體的運(yùn)動 1..約束帶電體做勻變速運(yùn)動時可利用動力學(xué)方法求解；在帶電體做變加速運(yùn)動過程中對于某過程量的定量求解可由能量守恒或動能定理列方程，也可通過牛頓第二定律列方程求解某些瞬時量；過程定性分析可借助于速度圖像或解析式。有對稱性時不可忽視對稱性的應(yīng)用 2.多物體組成的約束帶電連接體，在其平衡或運(yùn)動問題中要考慮整體與隔離。約束帶電體做多階段運(yùn)動時要考慮全過程與局部階段 3..當(dāng)從圖像角度呈現(xiàn)出約束帶電體所在電場或帶電體的運(yùn)動情況時，仍需注意給出圖像的“點”、“線”、“面”所代表的物理意義 4.當(dāng)帶電體在固定軌道上運(yùn)動時，運(yùn)動軌跡形狀與軌道相同，實質(zhì)上是軌道限制了帶電體的速度方向，著重抓住任一點速度方向沿該點切線方向入手，再結(jié)合其它知識解決 例14.如圖所示，靠在豎直粗糙墻壁上的帶正點的物體A（可視為點電荷），電荷量為q ，在t＝0時由無初速度釋放，同時開始受到一個方向水平向左，大小隨時間變化規(guī)律為E＝kt的電場作用，用a、v、Ff和Ek分別表示物塊的加速度、速度、物塊所受的摩擦力、物塊的動能，下列圖象能正確描述上述物理量隨時間變化規(guī)律的是（ ） 【答案】B 例15.在絕緣光滑的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定正電荷QA、QB，兩電荷的位置坐標(biāo)如圖甲所示。圖乙是AB連線之間的電勢φ與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x=L點為圖線的最低點，若在x=2L的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球（可視為質(zhì)點），下列有關(guān)說法正確的是 A．小球在處的速度最大 B．小球一定可以到達(dá)點處 C．小球?qū)⒁渣c為中心作往復(fù)運(yùn)動 D．固定在AB處的電荷的電量之比為QA︰QB＝4︰1 【答案】AD 例16.如圖所示， 光滑絕緣桿PQ放置在豎直平面內(nèi)，PQ的形狀與以初速度v0（)水平拋出的物體運(yùn)動軌跡相同，P端為拋出點，Q端為落地點，P點距地面高度為h?，F(xiàn)將該軌道置于水平向右的勻強(qiáng)電場中，將一帶正電的小球套于其上，由靜止開始從軌道P端滑下。已知重力加速度為g，電場力等于重力，當(dāng)小球到達(dá)Q端時 A.小球的速率為 B. 小球的速率為 C.小球在水平方向上的速度大小為 D.小球在水平方向上的速度大小為 【答案】A 【解析】物體以初速度v0做平拋運(yùn)動落地時的水平位移，再由動能定理 ，可得，Ａ正確Ｂ錯誤。物體以初速度v0做平拋運(yùn)動落地時的速度方向與水平方向間的夾角θ滿足，θ＝450.故小球沿軌道下滑至Q點時，速度方向仍與水平方向成450夾角，，ＣＤ皆錯誤。 模型演練 １.如圖所示，a、b、c表示點電荷的電場中三個等勢面，它們的電勢分別為φa＝U，φb＝U，φc＝U.一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后，僅受電場力作用而運(yùn)動，已知它經(jīng)過等勢面b時的速率為vb，則它經(jīng)過等勢面c時的速率為( ) A．2vb B．4vb C.vb D.vb 【答案】D ２.如圖所示，在O點放置一個正電荷．在過O點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖23中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，∠BOC＝30，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v，則下列說法正確的是( ) A．小球通過C點的速度大小是 B．小球通過C點的速度大小是 C．小球由A到C電場力做功是mv2－mgh D．小球由A到C機(jī)械能的損失是mg(h－)－mv2 【答案】BD 【解析】小球從A到B運(yùn)動的過程中，設(shè)電場力做功為WF，則由動能定理可得，從A到B：mg(h－Rsin30)＋WF＝mv2－0；從A到C：mgh＋WF＝mv ，聯(lián)立以上兩式可得：vC＝，A錯誤B正確；小球由A到C電場力做功mv－mgh，C錯誤；小球由A到C機(jī)械能的損失等于除重力以外其他的力(電場力)所做的功，由B到C電場力做功為0，則ΔE＝－WF＝mg(h－)－mv2，D正確． ３.在某一電場中，選取坐標(biāo)如圖所示．A為x軸上的一點，B、C為y為上的兩點．將正檢驗電荷從A點移到B點的過程中電場力做功為W，如果將該檢驗電荷從A點移到C點電場力做功也為W（W>0）。下列說法正確的是 A．若此電場是由正點電荷產(chǎn)生的，該點電荷應(yīng)位于第Ⅳ象限 B．若此電場是由負(fù)點電荷產(chǎn)生的，該點電荷應(yīng)位于第Ⅰ象限 C．若此電場是勻強(qiáng)電場，則場強(qiáng)方向應(yīng)沿y軸正方向 D．若此電場是勻強(qiáng)電場，則場強(qiáng)方向應(yīng)沿沿x軸正方向 【答案】D 4.如圖所示，點電荷+4Q與+Q分別固定在A、B兩點，C、D兩點將AB連線三等分?，F(xiàn)使一個帶負(fù)電的檢驗電荷，從C點開始以某一初速度向右運(yùn)動，不計檢驗電荷的重力．則關(guān)于該電荷在CD之間的運(yùn)動，下列說法中可能正確的是 （ ） A．一直做減速運(yùn)動，且加速度逐漸變小 B．做先減速后加速的運(yùn)動 C．一直做加速運(yùn)動，且加速度逐漸變小 D．做先加速后減速的運(yùn)動 【答案】AB ５.如圖甲所示，兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L的 兩點，其中Q1帶正電位于原點O,a、b是它們連線延長線 上的兩點，其中b點與O點相距3L。現(xiàn)有一帶正電的粒子 q以一定的初速度沿x軸從a點開紿經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒 子只受電場力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別 為va、vb其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是 A. Q2帶正電且電荷量小于Q1 B. b點的場強(qiáng)一定為零 C. a點的電勢比b點的電勢高 D. 粒子在a點的電勢能比b點的電勢能大 【答案】B 【解析】因b點斜率為0，由知b點場強(qiáng)一定為0，B正確。因b點位于Q1、Q2的延長線上且離Q2近，故兩點電荷電性相反且Q2電荷量較小。由于帶正電的粒子從a向b運(yùn)動時速度減小，則ab間電場力的方向也即場強(qiáng)方向由b向a，故可知Q2是帶負(fù)電的，A錯誤。沿電場方向電勢是降低的，故a點電勢低于b點，C錯誤。粒子只受電場力，動能與電勢能之和不變，從a到b動能減小故電勢能增大，D錯誤。 ６.空間有 一沿x軸分布的電場，其電勢隨 x變化如圖所示，下列說法正確的是 A.x1 和－x1 兩點的電勢相等 B.x1 點的電場強(qiáng)度比 x 3 點電場強(qiáng)度小 C.一正電荷沿軸從x1 點移到－x1 點，電勢能一直增大 D.一負(fù)電荷沿軸從x1 點移到 x 3點，電場力先做正功再做負(fù)功 【答案】D ７.如圖所示為某電場中x坐標(biāo)軸上電場強(qiáng)度隨x軸位置變化的圖像，一帶電粒子由坐標(biāo)原點釋放，在電場力的作用下沿x軸運(yùn)動到x2處，到x2處速度剛好為零，則關(guān)于此過程下列說法錯誤的是 A.粒子在x1處動能最大 B.粒子運(yùn)動的加速度逐漸減小 C.從坐標(biāo)原點到坐標(biāo)x2處，電場線分布先變疏后變密 D.在0~x1和x1~x2之間與坐標(biāo)軸所圍面積大小相等 【答案】B 【解析】粒子由靜止在坐標(biāo)原點釋放，沿x軸運(yùn)動到x2處速度剛好為零，則粒子先加速后減速，0~x1間電場力與x1~x2間電場力方向相反，因此0~x1間電場力與運(yùn)動方向同向，x1~x2間電場力與運(yùn)動方向反向，因此粒子在x1處速度最大、動能最大，A正確。由于電場強(qiáng)度先變小后變大，因此加速度先變小后變大，電場線分布先變疏后變密，B錯誤C正確。由于圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小等于電勢差大小，又由于，因此0~x1和x1~x2之間圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小相等，D正確。 ８.如圖所示，空間某處固定有一帶正電的點電荷a(圖中未畫出)．與a帶同種電荷的質(zhì)點b僅在a的庫侖力作用下以初速度v0 (沿MP方向)由M點運(yùn)動到N點，到N點時速度大小為v，且v下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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- 2019高考物理 模型系列之算法模型 專題11 帶電粒子在電場中運(yùn)動模型學(xué)案 2019 高考 物理 模型 系列 算法 專題 11 帶電 粒子 電場 運(yùn)動
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