2023年北京10年高考真題物理匯編：電場(chǎng)(教師版)

2023-2023北京10年高考真題物理匯編：電場(chǎng)

一.選擇題(共5小題)

1.(2023?北京)真空中某點(diǎn)電荷的等勢(shì)面示意如圖，圖中相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

()

A.該點(diǎn)電荷確定為正電荷

B.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)確定比Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大

C.P點(diǎn)電勢(shì)確定比Q點(diǎn)電勢(shì)低

D.正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能大

2.(2023?北京)如以下圖，a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷-Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，貝U()

A.a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大B.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小

C.a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高D.b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低

3.(2023?北京)爭(zhēng)論與平行板電容器電容有關(guān)因素的試驗(yàn)裝置如以下圖。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

A.試驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

B.試驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.試驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

/14

D.試驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，說(shuō)明電容增大

4.（2023?北京）如以下圖，實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。以下推斷正確的選項(xiàng)是

（）

A.1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等B.1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等

C.1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D.2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

5.（2023?北京）某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，假設(shè)該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么

電子運(yùn)動(dòng)（）

A.半徑越大，加速度越大B.半徑越小，周期越大

C.半徑越大，角速度越小D.半徑越小，線速度越小

試驗(yàn)題（共1小題）

6.（2023?北京）電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對(duì)給定電容值為C的電容器充電，無(wú)論承

受何種充電方式，其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖象都一樣。

（1）請(qǐng)?jiān)趫D1中畫(huà)出上述u-q圖象。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v-t圖象求位移的方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器

所儲(chǔ)存的電能Ep。

（2）在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源（無(wú)視內(nèi)阻）。通過(guò)轉(zhuǎn)變電路中元件的參數(shù)對(duì)同一

電容器進(jìn)展兩次充電，對(duì)應(yīng)的q-t曲線如圖3中①②所示。

a.①②兩條曲線不同是_____（選填E或R）的轉(zhuǎn)變?cè)斐傻模?/p>

b.電容器有時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。

（3）設(shè)想使用抱負(fù)的“恒流源”替換（2）中電源對(duì)電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請(qǐng)思考

使用“恒流源''和（2）中電源對(duì)電容器的充電過(guò)程，填寫(xiě)下表（選填“增大”、"減小''或"不變”）。

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“恒流源”(2)中電源

電源兩端電壓

通過(guò)電源的電流

三.計(jì)算題(共2小題)

7.(2023?北京)(1)靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象描述。

a.請(qǐng)依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫(kù)侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；

D.木?、電1口」口\!也必在仲守汨回刀FIJ劃叢「因，中汨回\%利屈七*1同也此1向"力"丫5r我們知道，電場(chǎng)線的

咖當(dāng)漢詠J工回"物電勿慳艮四人"。回“異)、S,上單位面積通過(guò)的電場(chǎng)線條數(shù)之比%。

-N2

(2)觀測(cè)宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小，觀測(cè)越困難。為了收集足夠強(qiáng)

的來(lái)自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測(cè)力氣的一條重要途徑。2023年9月25日，世界上最大的

單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國(guó)貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。FAST直徑為500m,有效提高了人類

觀測(cè)宇宙的精度和范圍。

a.設(shè)直徑為100m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來(lái)自某天體的電磁波功率為匕，計(jì)算FAST能夠接收到的來(lái)自該天體

的電磁波功率P；

2

b.在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的。僅以輻射功率為P的同類天體為觀測(cè)對(duì)象，設(shè)直徑為100m

望遠(yuǎn)鏡能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目是N0，計(jì)算FAST能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目N。

8.(2023?北京)如以下圖，長(zhǎng)l=hn的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水

平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角。=37。.小球所帶電荷量q=1.0xl0-6C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E

=3.0X]03N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小。

(2)小球的質(zhì)量m。

(3)將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小。

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四.解答題(共4小題)

9.(2023?北京)如以下圖，電子由靜止開(kāi)頭經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一

側(cè)射出.電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場(chǎng)電壓為U,佩的電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板間電壓為U,極板

長(zhǎng)度為L(zhǎng),板間距為d.

(1)無(wú)視電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)初速度v0和從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Ay；

(2)分析物理量的數(shù)量級(jí)，是解決物理問(wèn)題的常用方法.在解決(1)問(wèn)時(shí)無(wú)視了電子所受重力，請(qǐng)利用以下

數(shù)據(jù)分析說(shuō)明其緣由.U=2.0x102V,d=4.0xl02m,m=9.1xl03ikg,e=1.6xl019C,g=10m/s2.

(3)極板間既有電場(chǎng)也有重力場(chǎng).電勢(shì)反映了靜電場(chǎng)各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請(qǐng)寫(xiě)出電勢(shì)中的定義式.類比電勢(shì)的

定義方法，在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”的外概念，并簡(jiǎn)要說(shuō)明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn).

10.(2023?北京)如以下圖，兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一

磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開(kāi)頭從正極板動(dòng)身，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,

并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。無(wú)視重力的影響，求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大?。?/p>

(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大?。?/p>

(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。

11.(2023?北京)勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的分布如以下圖。圖中E。和d均為量，將帶

正電的質(zhì)點(diǎn)A在O點(diǎn)由靜止釋放，A離開(kāi)電場(chǎng)足夠遠(yuǎn)后，再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放，

當(dāng)B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B間的相互作用力及相互作用能均為零：B離開(kāi)電場(chǎng)后，A、B間的相互作用視為靜

電作用，A的電荷量為Q,A和B的質(zhì)量分別為m和，件重力。

(1)求A在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

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(2)假設(shè)B的電q亭4Q,求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值Ep/

(3)為使B離開(kāi)電場(chǎng)后不轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方向，求B所帶電荷量的最大值q%、

A--------------------------------1

I

I

I

I

a

I

---------------------------------------1---------------------------------------------------------X

o'd

12.(2023?北京)靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)(p隨x的分布可簡(jiǎn)化為如以下圖的折線，圖中色和d為

量.一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng).該粒子質(zhì)量為m、電量為-

q.其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為-A(0<A<q(pJ.無(wú)視重力.求：

(1)粒子所受電場(chǎng)力的大小；

(2)粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間；

(3)粒子的運(yùn)動(dòng)周期.

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2023-20231晾10年高考真題物理匯編：電場(chǎng)

參考答案

一.選擇題（共5小題）

1.【分析】依據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低從而推斷電場(chǎng)線的方向，以此推斷點(diǎn)電荷的電性；依據(jù)等勢(shì)面的疏密程

度分析場(chǎng)強(qiáng)的大小；正電荷電勢(shì)越高，電勢(shì)能越大。

【解答】解：ACD、由于題中P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)的大小關(guān)系不確定，所以無(wú)法確定電場(chǎng)線的方向，則沒(méi)有方法

確定點(diǎn)電荷的電性，正檢驗(yàn)電荷在P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)能的大小也無(wú)法確定，故ACD錯(cuò)誤；

B、依據(jù)等勢(shì)面的疏密程度可知，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故B正確。

應(yīng)選：B?

【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是把握點(diǎn)電荷的電性的推斷方法，知道等勢(shì)面的疏密程度反響了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。

2.【分析】依據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式E=誓推斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。灰罁?jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低分析電勢(shì)

T乙

凹凸。

【解答】解：AB、依據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式E=岑可知，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，b

點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)大，故AB錯(cuò)誤；

CD、a、b在以負(fù)點(diǎn)電荷為球心的同一球而上，即在同一等勢(shì)面上，故a點(diǎn)電勢(shì)和b點(diǎn)電勢(shì)相等，依據(jù)沿電場(chǎng)線

方向電勢(shì)降低可得b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低，故C錯(cuò)誤、D正確。

應(yīng)選：D。

【點(diǎn)評(píng)】此題主要是考察電場(chǎng)強(qiáng)度大小的推斷和電勢(shì)凹凸的推斷，把握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式和電勢(shì)凹凸的推斷

方法是關(guān)鍵。

3.【分析】靜電計(jì)指針的張角反響電容器兩端間電勢(shì)差的變化，抓住電容器帶電量不變，依據(jù)C=—,判定

4兀kd

電容的變化，再依據(jù)U=旦，推斷電勢(shì)差的變化，從而即可求解。

C

【解答】解：A、由電容器帶電量是某一極板的電量，再結(jié)合靜電感應(yīng)原理，可知，只用帶電玻璃棒與電容器a

板接觸，即能使電容器帶電，故A正確；

B、將b板向上平移，正對(duì)面積減小，依據(jù)C=電容減小，依據(jù)U=MQ不變，則電勢(shì)差增大，張

4兀kdC

角變大，故B錯(cuò)誤。

C、在極板之間插入有機(jī)玻璃板，依據(jù)C=—^一,電容增大，依據(jù)U=§Q不變，則電勢(shì)差減小，張角變

4冗kdC

小，故C錯(cuò)誤。

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D、在試驗(yàn)中，只增加極板帶電量，依據(jù)C=—^一,電容C不變，依據(jù)U=9則電勢(shì)差增大，張角變大，

4兀kdC

故D錯(cuò)誤。

應(yīng)選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】解決此題的關(guān)鍵把握電容器的動(dòng)態(tài)分析，電容器與電源斷開(kāi)，電量保持不變，電容器始終與電源相

連，電容器兩端間的電勢(shì)差不變，同時(shí)理解電容器帶電量的含義。

4.【分析】依據(jù)電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)：從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處動(dòng)身到負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處終止，分析該點(diǎn)電荷的電性；

電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。順著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低。利用這些學(xué)問(wèn)進(jìn)展推斷。

【解答】解：A、電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由圖可得，1與2比較，1處的電場(chǎng)線密，所以1處的電場(chǎng)強(qiáng)

度大。故A錯(cuò)誤：

B、電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由圖可得，1與3比較，1處的電場(chǎng)線密，所以1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大。故B錯(cuò)

誤；

C,順著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低，所以1點(diǎn)的電勢(shì)高于2點(diǎn)處的電勢(shì)。故C錯(cuò)誤；

D、由題目可得，2與3處于同一條等勢(shì)線上，所以2與3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。故D正確。

應(yīng)選：D。

【點(diǎn)評(píng)】加強(qiáng)根底學(xué)問(wèn)的學(xué)習(xí)，把握住電場(chǎng)線和等勢(shì)面的特點(diǎn)，即可解決此題。

5.【分析】依據(jù)庫(kù)侖定律求出原子核與核外電子的庫(kù)侖力.

依據(jù)原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力供給向心力，由牛頓其次定律求出角速度，加速度，周期，線速度進(jìn)展比較.

【解答】解：依據(jù)原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力供給向心力，由牛頓其次定律得

kQe4n2rmv2

—^-=ma=m-------------ino>2r=-------，

r2T2「

可得2=駕

rra"

A、半徑越大，加速度越小，故A錯(cuò)誤;

B、半徑越小，周期越小，故B錯(cuò)誤：

C、半徑越大，角速度越小，故C正確;

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D、半徑越小，線速度越大，故D錯(cuò)誤。

應(yīng)選：C。

【點(diǎn)評(píng)】能夠依據(jù)題意找出原子核與核外電子的庫(kù)侖力供給向心力，并列出等式求

解.對(duì)于等效環(huán)形電流，以一個(gè)周期為爭(zhēng)論過(guò)程求解.

二.試驗(yàn)題(共1小題)

6.【分析】(1)明確電容的定義式，并由定義式推出電壓和電量表達(dá)式，從而確定圖象，并類比直線運(yùn)動(dòng)中由v

-t圖象求位移時(shí)，面積表示位移即可確定電能大?。?/p>

(2)依據(jù)圖象進(jìn)展分析，明確電動(dòng)勢(shì)不變，故影響充電的只能是電阻，并依據(jù)電阻的影響確定實(shí)現(xiàn)兩種充電

方式的方法；

(3)明確恒流源以及無(wú)視電阻的電源的性質(zhì)，從而確定電流大小。

【解答】解：(1)依據(jù)電容的定義Q=UC可知，U=3,故電壓U與電量為正比例關(guān)系，故圖象如以下圖；

依據(jù)圖象的性質(zhì)可知，圖象與q軸所圍成的面積表示電能，故有：Ep=/qU=-1-CU2；

(2)a、電源電阻不計(jì)，當(dāng)電容器布滿電后，電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。由圖可知，充電時(shí)間不同，而

最大電量相等，故說(shuō)明圖象不同的緣由是電阻R的轉(zhuǎn)變?cè)斐傻模?/p>

b、由圖象可知，當(dāng)R越小，充電時(shí)間越短；R越大，電荷量隨時(shí)間變化趨向均勻，故需要快速充電時(shí)，R越小

越好：而需要均勻充電時(shí)，R越大越好；

(3)由于電容充電后兩板間的電勢(shì)差增大，因此需要恒流源的電壓增大才能保證電量隨時(shí)間均勻增加：而

(2)中電源電動(dòng)勢(shì)不變，而內(nèi)阻無(wú)視不計(jì)，故兩端電壓不變；所以使用恒流源時(shí)，電流不變，而使用(2)中

電源時(shí)電流減小。

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故答案為：(1)如以下圖；yCU;(2)a、R；b、快速充電時(shí)，R越小越好；而需要均勻充電時(shí)，R越大越

【點(diǎn)評(píng)】此題考察對(duì)電容器電容的定義式的把握，同時(shí)考察了相關(guān)的數(shù)學(xué)規(guī)律應(yīng)用，關(guān)鍵在于明確題意，留意

題中隱蔽信息的把握：明確電源內(nèi)阻無(wú)視不計(jì)，所以(2)中電源輸出電壓不變。

三.計(jì)算題(共2小題)

7.【分析】(1)a.依據(jù)庫(kù)侖定律得到庫(kù)侖力的表達(dá)式，然后依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式求得場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；

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b.依據(jù)電場(chǎng)線的疏密反映了空間區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系得到電場(chǎng)線條數(shù)關(guān)系；

(2)a.依據(jù)直徑關(guān)系得到有效面積關(guān)系，從而得到電磁波功率關(guān)系：

b.依據(jù)電磁波功率關(guān)系，由望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類天體的電磁波總功率最小值相等得到最遠(yuǎn)距離關(guān)系，從而根

據(jù)空間體積，由天體分別均勻得到天體數(shù)量關(guān)系。

【解答】解：(1)a.設(shè)摸索電荷q距點(diǎn)電荷Q的距離為r,由庫(kù)侖定律可得：摸索電荷q受到的庫(kù)侖力

F」￡答,那么，依據(jù)場(chǎng)強(qiáng)定義可得：場(chǎng)強(qiáng)再；

_2a/

N1%

b.電場(chǎng)線疏密程度反映了空間區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故

N2E2r

(2)a.直徑為D的望遠(yuǎn)鏡能承受到射電信號(hào)的有效面積(即垂直射電信號(hào)的方向的投影面積)S=vHD*12；*

PSD2

2225000_,即

P1SiD,21002

b.天體空間分布均勻，設(shè)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離為L(zhǎng),望遠(yuǎn)鏡半徑為d,望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類天體的電磁

波總功率最小值為P。，

19PPT|24.q

則有：Pn=TD?'那么，能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目nV兀L；

0447rL2L2L22

依據(jù)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類天體的電磁波總功率最小值P0相等可得：獸處造也=黑=5，

LiooDioa10°

%r

黃：I"O.3S,上單位面積通過(guò)的電場(chǎng)線條數(shù)之比3為一2

2N2r；2

(2)a.FAST能夠接收到的來(lái)自該天體的電磁波功P2為25P(

b.FAST能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目N為125?4任

【點(diǎn)評(píng)】球體沿任意平面的投影都為最大圓面積，即過(guò)球心的圓的面積；而其他幾何體的投影和投影面相關(guān)。

8.【分析】(1)依據(jù)電場(chǎng)力的計(jì)算公式求解電場(chǎng)力；

(2)畫(huà)出小球受力狀況示意圖，依據(jù)幾何關(guān)系列方程求解質(zhì)量；

(3)依據(jù)機(jī)械能守恒定律求解速度。

/14

【解答】解：⑴依據(jù)電場(chǎng)力的計(jì)算公式可得電場(chǎng)力F=qE=l.OxlO-6x3.OxlO3N=3.Ox1O-3N；

(2)小球受力狀況如以下圖：

依據(jù)幾何關(guān)系可得mg=iV，

tan6

,QE3XIO-3?

所以"^五聲二六』而Lk14xl>4kg；

(3)電場(chǎng)撤去后小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則mgl(1-cos37。)=ymv2-

解得：v=2m/s(.

答：(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小為3.0x10-3N。

(2)小球的質(zhì)量為4x1()-4kg。

(3)將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小為2m/s。

【點(diǎn)評(píng)】有關(guān)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，可以從兩條線索開(kāi)放：其一，力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。依據(jù)帶電粒子受

力狀況，用牛頓其次定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度和位移等；其二，功和能的關(guān)系。

依據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動(dòng)能定理進(jìn)展解答。

四.解答題(共4小題)

9.【分析】(1)依據(jù)動(dòng)能定理，即可求得加速的速度大小，再依據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，及

運(yùn)動(dòng)的合成與分解，從而即可求解；

(2)依據(jù)供給的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出重力與電場(chǎng)力，并求得它們的比值，即可求解;

(3)依據(jù)電勢(shì)是電勢(shì)能與電荷量的比值，故重力勢(shì)等于重力勢(shì)能與質(zhì)量的比值，再依據(jù)兩者的聯(lián)系，從而確

定共同點(diǎn).

1,用午宣1用午：I1)七丁住〃U坯物坯,w’je：euo=萬(wàn)1%2

電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中加速，做類平拋運(yùn)動(dòng)，將其運(yùn)動(dòng)分解成速度方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向做初速度為

零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有：

速度方向的位移為：L=v0t；

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12

電場(chǎng)強(qiáng)度方向的位移為：△y=qat"

由牛頓其次定律有：a=E=逑

mm

且E=U

d

UL.2

綜上所述，解得：△￥=』一

4U()d

(2)U=2.0X102V,d=4.0xl02m,m=9.1xlO-3ikg,e=1.6xl0-19C,g=10m/s2.

電子所受重力為：G=mg=9/xlO-3oN

電子受到的電場(chǎng)力為：F=e-^-=8xlO-i6N

那么

由于F「＞G,所以重力無(wú)視不計(jì),

(3)電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)(p定義為電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與其電荷量q的比值,

即…斗

由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，可以類比靜電場(chǎng)電勢(shì)的定義，將重力場(chǎng)中物體在某點(diǎn)的重力勢(shì)能EG與其質(zhì)量m的

E

比值，叫做“重力勢(shì)”，即/=需r

電勢(shì)Q與重力勢(shì)/都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，僅由場(chǎng)自身的因素打算.

|2eU

答：(1)無(wú)視電子所受重力，電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)初速度卜瀘0，

2

從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離喀二

4U0d

(2)依據(jù)小■『1074,從而可以無(wú)視了電子所受重力.

F電

EP

(3)電勢(shì)＜p的定義式為：(p=—

Q

電勢(shì)和“重力勢(shì)'’的共同特點(diǎn)為：電勢(shì)＜p與重力勢(shì)/都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，僅由場(chǎng)自身的因素打算.

【點(diǎn)評(píng)】考察了動(dòng)能定理的內(nèi)容，把握類平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律，把握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用，留意類比法的內(nèi)

涵，及如何歸納物理量間的共同點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.

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10.【分析】（1）依據(jù)公式ET可求E；

d

（2）依據(jù)動(dòng)能定理列式求解；

（3）依據(jù)洛倫茲力供給向心力列式求解。

【解答】解：（1）依據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得:

勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小E=4；

（2）設(shè)帶電粒子出電場(chǎng)時(shí)速度為V。由動(dòng)能定理得：Uq吊

（3）帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓其次定律得：Bqv=

答：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小與；（2）粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大小，型；（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速

圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R“畫(huà)。

【點(diǎn)評(píng)】此題考察了帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，屬于根底題，另外要留意公式E號(hào)，d是指

沿電場(chǎng)方向距離。

11.【分析】（1）A在電場(chǎng)中時(shí)，在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)牛頓其次定律求得加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)位

移公式求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

（2）分析A、B的運(yùn)動(dòng)狀況：A、B相互作用的過(guò)程中，A、B間相互作用力為斥力，A受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向

一樣做加速運(yùn)動(dòng)，B受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反做減速，當(dāng)兩者速度一樣，最接近時(shí)，相互作用能最大，依據(jù)

動(dòng)量守恒和能量守恒，列式求解相互作用能的最大值E：

Pm

（3）爭(zhēng)論A、B在x>d區(qū)間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，依據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒和能量守恒，列式，得到B的速度VB表達(dá)式，

B不轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方向，VRK）,即可求出B所帶電荷量的最大值q品

fQEQ

【解答】解：（1）由牛頓其次定律，A在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速a=-=——

mm

A在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)d=存2

解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=楞=^薩

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(2)設(shè)A.B離開(kāi)電場(chǎng)的速度分別為VAO、VBO，由動(dòng)能定理，有

c匚j_12j_1m2G

QE°d=*VA『qcEod=5?"VBW

A、B相互作用的過(guò)程中，動(dòng)量和能量均守恒，A、B間相互作用力為斥力，A受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向一樣，B

受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反，相互作用力A做正功，對(duì)B做負(fù)功。在AB靠近的過(guò)程中，B的路程大于A的路

程，由于作用力大小相等，作用力對(duì)B做功確實(shí)定值大于對(duì)A做功確實(shí)定值，因此相互作用力做功之和為負(fù)，

相互作用能增加，所以當(dāng)A、B最接近時(shí)，相互作用能最大，因此兩者速度一樣，設(shè)V，，有

[m+^)v'=mvAO+yvB0f2)

T-,_,12Im2、I,m、

Ep,“=(5"^城萬(wàn)?7?乃。)一萬(wàn)(m+彳)v，2③

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