高中物理静电场的组卷(1)

A．加速度更大B．初速度更大

C．动能增量更大D．两次的电势能增量相同 【解答】解： A、加速度为 a=误．

B、质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏转距离 y=

=

=

，质子的质量m和电量q不变，场强E相同，则加速度相同．故A错

，x是水平位移，由图看出，y相同，则知，v0越大时，x越大，故质子沿b轨迹运动时初速度v0更大．故B正确．

C、D电场力做功为W=qEy，可见，电场力做功相同，由能量守恒得知，两次的电势能增量相同．故D正确． 故选BD 21．（2016?湖北校级模拟）一个带负电荷量q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动．现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则（ ）

A．小球不能过B点 B．小球仍恰好能过B点

C．小球能过B点，且在B点与轨道之间压力不为0 D．以上说法都不对

【解答】解：A、B，没有电场时，最高点速度设为v，则： mg=m

又根据机械能守恒定律，有： mg（h﹣2R）=mv 解得：h=R

加上电场时，恰好过最高点需要的速度设为v′，则： mg﹣qE=m

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2

解得： v′=

根据动能定理，得

mg（h﹣2R）﹣qE（h﹣2R）=mv′， 解得：v′=

2

说明小球仍恰好能过B点．故A错误，B正确．

C、由上，小球仍恰好过最高点，球与轨道间无作用力．故C错误 D、B正确，故D错误； 故选：B

二．解答题（共9小题） 22．（2016?自贡模拟）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h=0.8m．有一质量为500g的带电小环套在

2

直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方P点．（g取10m/s）求：

（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向； （2）小环在直杆上匀速运动时速度的大小； （3）小环运动到P点的动能．

【解答】解：（1）小环在直杆上做匀速运动，电场力必定水平向右，否则小环将做匀加速运动，其受力情况如图所示．

由平衡条件得：mgsin45°=Eqcos45°…① 得：mg=Eq，

离开直杆后，只受mg、Eq作用，则合力为 F合=mg=ma…②

22

所以加速度为：a=g=10m/s≈14.1 m/s．方向与杆垂直斜向右下方． （2）设小环在直杆上运动的速度为v0，离杆后经t秒到达P点， 则竖直方向：h=v0sin45°?t+gt…③ 水平方向：v0cos45°?t﹣联立解得：v0=

=

t=0…④

=2 m/s

222

（3）由动能定理得：EkP﹣mv0=mgh…⑤

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可得：EkP=mv0+mgh=×0.5×2+0.5×10×0.8=5 J

答：（1）小环离开直杆后运动的加速度大小为14.1 m/s，垂直于杆斜向右下方； （2）小环在直杆上匀速运动时速度的大小为2 m/s； （3）小环运动到P点的动能是5 J．

2

22

23．（2016?铜仁市模拟）在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电极，然后射到荧光屏上．如图所示，设电子的质量为m（不考虑所受重力），电荷量为e，从静止开始，经过加速电场加速，加速电压为U1，然后进入偏转电场，偏转电极中两板之间的距离为d，板长为L，偏转电压为U2，求电子射到荧光屏上的动能为多大？

【解答】解：直线加速过程，有： eU1=

…①

类似平抛运动过程，有： L=v1t…② y=

=

…③

对运动的全程，根据动能定理，有： eU1+e

=Ek﹣0…④

联立①②③④解得：Ek=eU1+e

答：电子射到荧光屏上的动能为eU1+e

．

24．（2016?宜昌一模）如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点．该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°，重力加速度为g．

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（1）求小球所受到的电场力大小；

（2）小球在A点速度v0多大时，小球经B点时对轨道的压力最小？

【解答】解：（1）已知带电小球在光滑的竖直圆轨道内做完整的圆周运动，经C点时速度最大，因此，C点是竖直面内圆周运动的物理“最低点”，也就是小球在C点受力情况满足合外力完全充当向心力，如图 满足

因此电场力F=mgtan60°

即F=

（2）小球在轨道最高点B时的受力情况如图所示，

讨论：①若在B点时轨道对小球的压力最小等于零．半径方向的合外力为重力mg，在B点，根据圆周运动的条件可获得，

；得：

①

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