新高考物理二轮复习讲与练专题3.2 带电粒子在电场运动练（练）（解析版）.docVIP

专题三电场和磁场（练）

3.2带电粒子在电场运动

第一部分：练真题

【2022年真题】

1、（2022·海南卷·T13）如图，带正电q=SKIPIF10的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，A处在匀强电场中，SKIPIF10，从O开始，A与桌面的动摩擦因数SKIPIF10随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为SKIPIF10，B离滑轮的距离足够长，则（）

A．它们运动的最大速度为SKIPIF10

B．它们向左运动的最大位移为SKIPIF10

C．当速度为SKIPIF10时，A的电势能可能是SKIPIF10

D．当速度为SKIPIF10时，绳子的拉力可能是SKIPIF10

【答案】ACD

【解析】A受到的电场力F=qE，动摩擦因数μ=0.2x，滑动摩擦力f=μmg=0.2mgx。A在电场力和滑动摩擦力、细绳拉力作用下向左做加速直线运动，当f+mg=F时，加速度为零，A滑动的速度最大，由qE=0.2mgx+mg解得x=1m，在A向左滑动x=1m过程中，滑动摩擦力做功Wf=SKIPIF10×0.2mgx2=SKIPIF10×0.2×1×10×12J=1J。由动能定理，qEx-mgx-Wf=SKIPIF102mv2，解得v=1m/s，选项A正确B错误；由qEx-mgx-Wf=SKIPIF102mv2，解得当速度为0.6m/s时，x=1.8m或x=0.2m。若x=1.8m，电场力做功W=qEx=21.6J，根据功能关系可知，当速度为0.6m/s时，A的电势能可能是-21.6J；若x=0.2m，电场力做功W=qEx=2.4J，根据功能关系可知，当速度为0.6m/s时，A的电势能可能是-2.4J，选项C正确；当速度为0.6m/s时，x=1.8m或x=0.2m，若x=1.8m，滑动摩擦力f=μmg=0.2mgx=3.6N，由牛顿第二定律，对物块A，F–f-T=ma，对物块B，T-mg=ma，联立解得T=9.2N，即绳子的拉力可能是SKIPIF10，选项D正确。

2、（2022·北京卷·T18）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。

（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；

（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；

（3）若在带电粒子运动SKIPIF10距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。

【解析】

（1）两极板间的场强SKIPIF10

带电粒子所受的静电力SKIPIF10

（2）带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有SKIPIF10

得SKIPIF10

（3）设带电粒子运动SKIPIF10距离时的速度大小为SKIPIF10，根据功能关系有SKIPIF10

带电粒子在前SKIPIF10距离做匀加速直线运动，后SKIPIF10距离做匀速运动，设用时分别为SKIPIF10。

有SKIPIF10

得SKIPIF10

3、（2022·江苏卷·T15）某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形SKIPIF10区域内存在多层紧邻匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，SKIPIF10边长为SKIPIF10，SKIPIF10边长为SKIPIF10，质量为m、电荷量为SKIPIF10的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为SKIPIF10，入射角为SKIPIF10，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。

（1）当SKIPIF10