高中物理选修3-1第一章静电场
专题三电场的综合应用
1．如图所示，MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子+q飞入电场后，在电场力的作用下沿曲线运动，先后通过a、b两点，则下列判断正确的是
A．电场强度Ea大于Eb B．电势φa高于φb C．粒子动能Eka小于Ekb D．粒子的电势能Epa低于Epb 速度变为水平方向，大小仍为v0，则下列说法错误的是（） A、电场力与重力大小不一定相等
B、粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小 C、电场力所做的功一定等于克服重力所做的功 D、电势能的减少一定等于重力势能的增加
直AB向右为正方向建立Ox轴。在x轴上各点的电势?(取无穷远处电势为零)和电场强度E的大小随坐标x的变化关系，下列说法正确的是
A．电势?随坐标x的变大而降低 B．电势?随坐标x的变大而先升高后降低 C．电场强度E的大小随坐标x的变大而减小
D．电场强度E的大小随坐标x的变大而先增大后减小
4．在两个等量点电荷形成的电场中，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动。粒子质量为m，初速度大小为v0，其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点O处电势能为E0，在x1处电势能为E1，则下列说法中正确的是 A．坐标原点O处电场强度为零 B．粒子经过x1、-x1处速度相同 C．由x1运动到O过程加速度一直减小
D．若粒子能够一直沿x轴负方向运动，一定有
v0?2?E0?E1?
mM+qb2、带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图示，经过一段时间后，其
B V0 E A V0 3．如图所示，A、B为两个等量正点电荷，O为A、B连线的中点。以O为坐标原点、垂
A O B x 解析：D项是保证粒子能过O点。
5．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是( )
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A．减小墨汁微粒的质量 B．减小墨汁微粒所带的电荷量 C．增大偏转电场的电压 D．增大墨汁微粒的喷出速度
6.如图所示，初速为零的电子经电压U1加速后，垂直进入偏转电场偏转，离开偏转电场时侧向位移是y.偏转板间距离为d，偏转电压为U2，板长为L.若要使侧向位移y增为原来的2倍，可采用下列哪些办法( A.只使加速电压变为B.只使偏转电压变为
)
1U1 21U2 21d 2T时间内微粒匀速运动，T时刻微粒3C.只使偏转极板长L变为2L D.只使偏转极板间距离减为
7.如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0~恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是( ) A.末速度大小为2v0 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了
2E0dv0E0O图甲T32T3TtE1mgd 2 D.克服电场力做功为mgd
图乙8．如图所示，质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P（d，d）点时的动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场时，质子也能通过P点．不计质子的重力．设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是（ ）
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A． E=
B． E=
C． B=
D． B=
9.如图所示，A、B两导体板平行放置，在t=0时将电子从A板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）．分别在A、B两板间加四种电压，它们的UAB —t图线如下列四图所示．其中可能使电子到不了B板的是(B)
10．如右图所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间P点处固定着一个负电荷(电荷量很小)．现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则下列说法正确的是
A．两板间电压变大，P点场强变大 B．两板间电压变小，P点场强变小 C．P点电势变大，负电荷的电势能变小 D．P点电势变小，负电荷的电势能变大
11．把以空气为介质的平行板电容器a与电阻R和电动势为E的直流电源如图连接，稳定后，把一块玻璃板插入电容器a中，则再达到稳定时
A．与玻璃板插入前比，电容器a两极板间的电压增大 B．与玻璃板插入前比，电容器a两极板间的电压减小 C．与玻璃板插入前比，电容器a贮存的电荷量增大了 D．玻璃板插入过程中有电流从左向右通过电阻R
12．如图所示，一半径为R的光滑圆环，竖直放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为E．环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d
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a R E 高中物理选修3-1第一章静电场
点时速度恰好为零，由此可知小球所受重力 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）带电小球所受的静电力．小球在 b （选填“a”、“b”、“c”或“d”）点时的电势能最小．
13．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q=﹣6×106C的点电荷从电场中的A点移到B
﹣
点，克服电场力做了2.4×105J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×105J的功．求：
﹣
﹣
（1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC； （2）如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？
13.考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势． 专题：电场力与电势的性质专题．
分析：（1）根据电势差的定义式U=求解电势差．
由电势差与电势的关系：UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC 求电势． 解答：解：（1）A、B两点间的电势差为： UAB=
=
V=4 V
B、C两点间的电势差为： UBC=
=
V=﹣2 V
因为UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC 又据题意 φB=0 得：φA=4 V，φC=2 V
答：（1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为4V和﹣2V． 如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为4V和2V．
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点评：解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系，电势差与电势的关系．要注意公式U=运用时各量要代入符号运算．
14．如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度由顶点A射入电场。粒子a从BC的中点P射出，粒子b从BC的端点C射出。若不计重力，求粒子a和b的比荷（即粒子的电荷量与质量之比）之比。 14．解：两粒子在电场中均做类平抛运动。则：
1q1E
对a粒子有：x＝v0t1 ………………(2分)y＝·t12 ………………(2分)
2m11q2E
对b粒子有：2x＝v0t2 ………………(1分)y＝·t22………………(1分)
2m2则有
qaqb∶＝4∶1………………(3分) mamb
B
P C
A
E D 15．如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加一电压U1＝2 500 V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l＝6.0 cm，相距d＝2 cm，两极板间加以电压U2＝200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e＝1.6×10求：
(1)电子射入偏转电场时的动能Ek； (2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y；
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W。
15、(1)电子在加速电场中有eU1＝Ek解得Ek＝4.0×10时间为t
l电子在水平方向做匀速运动，由l＝v1t，解得t＝
v1U2电子在竖直方向受电场力F＝e·
d
电子在竖直方向做匀加速直线运动，设其加速度为a
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－16
－19
C，电子的质量m＝0.9×10
－30
kg，设
电子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。
J
(2)设电子在偏转电场中运动的
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U2eU2依据牛顿第二定律有e·＝ma，解得a＝ dmd电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量 12U2l2
y＝at＝ 24dU1解得y＝0.36 cm
(3)电子射出偏转电场的位置与射入偏转电场位置的电势差 U＝
U2·y d
－18
电场力所做的功W＝eU 解得W＝5.76×10
16．长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时末速度与下极板成??30°的角，如图所示，不计粒子重力，求： (1)匀强电场的场强； (2)两板间的距离． 16.【答案】(1)
带电粒子经过匀强电场好似从平行金属板的中间则其偏转角的正切为：tan?═23mv0 (2) 3qL J
3L 6L处发生偏转， 2y2y， ?LL2所以d?y?2y3tan??L， L62121qE?L?3L， 而y?at????22m?v0?623mv0则E?
3qL【考点】带电粒子在匀强电场中的运动
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