2024-2025學年高中物理課堂同步系列一每日一題勻強電場中的直線運動含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE1勻強電場中的直線運動高考頻度：★★★☆☆難易程度：★★☆☆☆（2024·云南省楚雄州民族試驗中學高三下學期教學質(zhì)量檢測）如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板。質(zhì)量為m、帶電荷量為–q的帶電粒子（不計重力），以初速度v0由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子剛好能到達N板，假如要使這個帶電粒子能到達M、N兩板間距的處返回，則下述措施能滿意要求的是A．使初速度減為原來的B．使M、N間電壓加倍C．使M、N間電壓提高到原來的4倍D．使初速度和M、N間電壓都減為原來的【參考答案】BD【試題解析】粒子剛好能達到B金屬板時，依據(jù)動能定理得，，現(xiàn)在使帶電粒子能到達MN板間距的處返回，則電場力做功等于。當時速度為，U不變，則有帶電粒子動能的改變，故A錯誤；電壓提高到原來的2倍，則帶電粒子運動到MN板中點時電場力做功，故B正確；電壓提高到原來的4倍，則帶電粒子運動到距M板處時電場力做功，說明不行能運動到中點處，故C錯誤；使初速度和M、N間電壓都減為原來的，則動能改變量為，運動到中點電場力做的功為，故，故D正確?！久麕燑c睛】由題意知粒子射入電場后，電場力做負功，動能減小，依據(jù)動能定理列出方程。要使粒子剛好達到兩板間距離的一半處，依據(jù)勻強電場沿電場線方向兩點間電勢差與距離成正比，再運用數(shù)學學問進行探討，選擇題意的選項?！緦W問補給】帶電粒子（帶電體）在電場中的直線運動1．帶電粒子在勻強電場中做直線運動的條件（1）粒子所受合外力F合=0，粒子或靜止，或做勻速直線運動。（2）粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運動或勻減速直線運動。2．用動力學方法分析，；v2–=2ad。3．用功能觀點分析勻強電場中：W=Eqd=qU=mv2–m非勻強電場中：W=qU=Ek2–Ek14．帶電體在勻強電場中的直線運動問題的分析方法5．處理帶電粒子在電場中運動的常用技巧（1）微觀粒子（如電子、質(zhì)子、α粒子等）在電場中的運動，通常不必考慮其重力及運動中重力勢能的改變。（2）一般的帶電體（如油滴、塵埃、小球等）在電場中的運動，除題中說明外，必需考慮其重力及運動中重力勢能的改變。密立根油滴試驗原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間距為d，板間電壓為U，形成豎直向下的場強為E的勻強電場。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，則下列說法正確的是A．懸浮油滴帶正電B．懸浮油滴的電荷量為C．增大場強，懸浮油滴將向上運動D．油滴的電荷量不肯定是電子電荷量的整數(shù)倍（2024·高考物理精準押題卷）ABCD區(qū)域內(nèi)存在電場強度為E的勻強電場，一帶正電為q的帶電小球用長為l輕質(zhì)細繩系于O點且繩子不行伸長，小球所受電場力為重力的5倍，如圖所示在距O點為0.8l處有一個釘子，此時繩與豎直方向夾角為30°，小球離開電場時繩子恰好斷裂，則下列說法正確的是A．小球搖擺過程中機械能守恒B．遇到釘子時小球的速度為C．小球離開電場能上升的最大高度為D．小球飛出電場時所受繩子的最大拉力為如圖所示，豎直平行金屬板分別與電源正、負極相接，一帶電顆粒沿圖中直線從A向B運動，則該帶電顆粒A．動能減小B．電勢能減小C．機械能減小D．可能帶負電（2024·山東省濰坊市高三第三次高考模擬）如圖甲所示，平行金屬板A、B正對豎直放置，CD為兩板中線上的兩點。A、B板間不加電壓時，一帶電小球從C點無初速釋放，經(jīng)時間T到達D點，此時速度為v0。在A、B兩板間加上如圖乙所示的交變電壓，t=0帶電小球仍從C點無初速釋放，小球運動過程中未接觸極板，則t=T時，小球A．在D點上方B．恰好到達D點C．速度大于vD．速度小于v如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正負極相連，a，b板的中心沿豎直方向各有一個小孔，帶正電的液滴從小孔的正方P點由靜止自由落下，先后穿過兩個小孔后速度為v1，現(xiàn)使a板不動，保持電鍵S打開或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點自由落下，先后穿過兩個小孔后速度v2，下列說法中正確的是A．若電鍵S保持閉合，向下移動b，則B．若電鍵S閉合一段時間后再斷開，向下移動b板，則C．若S保持閉合，無論向上或向下移動b板，則D．若電鍵K閉合一段時間再斷開，無論向上或向下移動板，則（2024·內(nèi)蒙古赤峰市重點中學高二下學期期末聯(lián)考）如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平面成一角度，兩極板與始終流電源相連，若一帶電小球恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則該小球在此過程中A．肯定帶負電B．做勻速直線運動C．做勻減速直線運動D．電勢能減小【參考答案】C依據(jù)題意，從圖示可知上極板帶正電而下極板帶負點，對懸浮油滴受力分析，受到向上的電場力和向下的重力，所以油滴帶負電，A錯誤；由于懸浮油滴不動，合力等于零，則有=mg，油滴電荷量為q=，B錯誤；增大場強，電場力增大，則油滴將向上運動，C正確；任何帶電體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，D錯誤。B微粒的合力方向與速度方向一樣，對微粒做正功，則其動能增大，故A錯誤；帶電微粒在電場中受到重力和電場力兩個力作用，電場力在水平方向，由微粒做直線運動可知，電場力方向必定水平向右，電場力做正功，機械能增大，電勢能減小，故B正確，C錯誤；由分析可知，微粒帶正電，故D錯誤。B小球僅受重力作用時從C到D做自由落體運動，由速度公式得，現(xiàn)加水平方向的周期性改變【名師點睛】平行板電容器兩極板帶電后形成勻強電場，帶電離子在電場中受到電場力和重力的作用，依據(jù)牛頓其次定律求出加速度，依據(jù)分運動和合運動的關(guān)系分析即可求解?！久麕燑c睛】帶正電的液滴在下落過程中受到豎直向下的重力，豎直向上的電場力作用，重力做正功，電