專題20.2帶電小球在勻強電場中運動計算題（原卷版）

專題20.3帶電小球在勻強電場中運動計算題【考綱解讀與考頻分析】帶電小球（微粒）在勻強電場中運動是高考考查熱點。【高頻考點定位】：帶電小球（微粒）在勻強電場中運動考點一：帶電小球（微粒）在勻強電場中運動【3年真題鏈接】1.(2017·全國理綜I卷·25)真空中存在電場強度為的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時間后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。（1）求油滴運動到B點時的速度。（2）求增大后的電場強度的大?。粸楸ＷC后來的電場強度比原來的大，試給出相應的和v0應滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。2.（20分）（2017全國II卷·25）如圖，兩水平面（虛線）之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質量為m、電荷量分別為q和–q（q>0）的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下；M在電場中做直線運動，剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。求：（1）M與N在電場中沿水平方向的位移之比；（2）A點距電場上邊界的高度；（3）該電場的電場強度大小。3.（2017北京理綜）如圖所示，長l=1m的輕質細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10–6C，勻強電場的場強E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.，求：（1）小球所受電場力F的大小。（2）小球的質量m。（3）將電場撤去，小球回到最低點時速度v的大小?！?年模擬再現】1.(2019·山東省青島市模擬)如圖所示，水平地面上方存在水平向左的勻強電場，一質量為m的帶電小球(大小可忽略)用輕質絕緣細線懸掛于O點，小球帶電荷量為＋q，靜止時距地面的高度為h，細線與豎直方向的夾角為α＝37°，重力加速度為g.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)勻強電場的場強大小E；(2)現將細線剪斷，小球落地過程中小球水平位移的大小；(3)現將細線剪斷，帶電小球落地前瞬間的動能．2.(2019·陜西省咸陽市質檢)如圖所示，將帶電荷量均為＋q、質量分別為m和2m的帶電小球A與B用輕質絕緣細線相連，在豎直向上的勻強電場中由靜止釋放，小球A和B一起以大小為eq\f(1,3)g的加速度豎直向上運動．運動過程中，連接A與B之間的細線保持豎直方向，小球A和B之間的庫侖力忽略不計，重力加速度為g，求：(1)勻強電場的場強E的大?。?2)當A、B一起向上運動t0時間時，A、B間的細線突然斷開，求從初始的靜止狀態(tài)開始經過2t0時間，B球電勢能的變化量．3.（18分）（2019湖南衡陽三模）如圖所示，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內，其中MN段是長度為L的水平軌道，PQ段為足夠長的光滑豎直軌道，NP段為光滑的四分之一圓弧，圓心為O，直線MN′右側有方向水平向左的電場（圖中未畫出），電場強度，在包含圓弧軌道NP的ONO'P區(qū)域內有方向垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場（邊界處無磁場），軌道MN最左端M點處靜止一質量為m、電荷量為q的帯負電的物塊A，一質量為3m為物塊C從左側的光滑軌道上以速度v0撞向物塊A，A、C之間只發(fā)生一次彈性碰撞，且最終剛好挨在一起停在軌道MN上，A，C均可視為質點，且與軌道MN的動摩擦因數相同，重力加速度為g，A在運動過程中所帶電荷量保持不變且始終沒有脫離軌道。A第一次到達N點時，對軌道的壓力為3mg。求：（1）碰撞后A、C的速度大?。唬?）A、C與水平軌道MN的動摩擦因數μ；（3）A對軌道NP的最大壓力的大小4.（2019四川成都高新區(qū)模擬）在如圖所示的豎直平面內，物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，分別靜止于傾角θ＝37°的光滑斜面上的M點和粗糙絕緣水平面上，輕繩與對應平面平行。勁度系數K＝5N/m的輕彈簧一端固定在0點，一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連，彈簧處于原長，輕繩恰好拉直，DM垂直于斜面。水平面處于場強E＝5×104N/C、方向水平向右的勻強電場中。已知A、B的質量分別為mA＝0.1kg和mB＝0.2kg，B所帶電荷量q＝+4×l0﹣6C．設兩物體均視為質點，不計滑輪質量和摩擦，繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內，B電量不變。取g＝lOm/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（1）求B所受靜摩擦力的大??；（2）現對A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6m/s2開始做勻加速直線運動。A從M到N的過程中，B的電勢能增加了△Ep＝0.06J．已知DN沿豎直方向，B與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4．求A到達N點時拉力F的瞬時功率。5．(2018·陜西省西安一中一模)一質量為m的帶電小球以速度v0沿豎直方向從A點垂直進入勻強電場E中，如圖所示，經過一段時間后到達B點，其速度變?yōu)樗椒较?，大小仍為v0，重力加速度為g，求：(1)小球帶電情況；(2)小球由A到B的位移；(3)小球速度的最小值．預測考點一：帶電小球（微粒）在勻強電場中運動【2年模擬再現】1.（12分）（2019山西大學附中質檢）如圖所示，水平細桿上套一環(huán)，環(huán)A與球B間用一不可伸長輕質絕緣繩相連，質量分別為mA=0.20kg和rnB=0.40kg，A環(huán)不帶電，B球帶正電，帶電量q=1.0×104C，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）若B球處于一水平向右的勻強電場中，使環(huán)A與B球一起向右勻速運動．運動過程中，繩始終保持與豎直方向夾角θ=37°，勻強電場的電場強度E多大？

（2）環(huán)A與水平桿間的動摩擦因數；

（3）若勻強電場的方向斜向右上方與水平成37°角，為了使環(huán)A與B球一起向右以5m/s2的加速度勻加速運動，則電場強度應為多大？（計算結果可用分數表示）2．(20分)（2018高考沖刺卷10）如圖所示，兩豎直虛線間距為L，之間存在豎直向下的勻強電場。自該區(qū)域的A點將質量為M、電荷量電荷量分別為q和－q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出。小球進入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的右邊界離開。已知N離開電場時的位置與A點在同一高度；M剛離開電場時的動能為剛進入電場時動能的8倍。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。已知A點到左邊界的距離也為L。(1)求該電場的電場強度大小；(2)求小球射出的初速度大?。?3)要使小球M、N離開電場時的位置之間的距離不超過L，僅改變兩小球的相同射出速度，求射出速度需滿足的條件。3．(2018·福建莆田二模)如圖所示，豎直平面內有一坐標系xOy，已知A點坐標為(－2h，h)，O、B區(qū)間存在豎直向上的勻強電場．甲、乙兩小球質量均為m，甲球帶的電荷量為＋q，乙球帶的電荷量為－q，分別從A點以相同的初速度水平向右拋出后，都從O點進入勻強電場，其中甲球恰從B點射出電場，乙球從C點射出電場，且乙球射出電場時的動能是甲球射出電場時動能的13倍．已知重力加速度為g.求：(1)小球經過O點時速度的大小和方向；(2)勻強電場的電場強度E.4、（2020高考復習測試）如圖所示，在E＝103V/m的豎直勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R＝40cm，N為半圓形軌道最低點，P為QN圓弧的中點，一帶負電q＝10－4C的小滑塊質量m＝10g，與水平軌道間的動摩擦因數μ＝0.15，位于N點右側1.5m的M處，取g＝10m/s2(1)要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q，則小滑塊應以多大的初速度v0向左運動？(2)這樣運動的小滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？【1年仿真原創(chuàng)】1.如圖所示，長為l的輕質細線固定在O點，細線的下端系住質量為m、電荷量為＋q的小球，小球的最低點距離水平面的高度為h，在小球最低點