2019届高考物理一轮复习第七章静电场突破全国卷6突破训练力电综合问题新

1、力电综合问题【突破训练】1.（多选）如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势0与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15 ,3）的切线.现有一质量为0.20 kg,电荷量为+ 2.0 X 10一8 C的滑块P（可视为质点），从x= 0.10 m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为2=10 m/s .则下列说法正确的是（0.02.取重力加速度 gA.B.滑块运动的加速度逐渐减小C.D.)x = 0.15 m处的场强大小为滑块运动的最大速度约为0.1 m/s滑块最终在0.3 m处停下解析：选AC.0 x的斜率等于该点的电场强度，所以x = 0.15 m处的场强大小为 E=-x- x极相连，两板的中央各有一小孔M和N今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静x= 0.15 m3X1056N/C = 2.0 X 106 N/C,选项A正确；图象斜率的绝对值逐渐减小，因为在0.15处，Eq= i mg= 0.04 N，所以从x= 0.1 m开始，滑块向右运动的过程中，加速度向右先减 小后反向变大，选项 B错误；

2、当滑动摩擦力等于电场力时，滑块的速度最大，此时对应的v= 0.1 m/s,1 2 5=0.15 m,由动能定理有 Uq卩 mgA x = qmv, U= 1.5 X 10 V, x = 0.05 m 解得选项C正确；假设滑块在 x = 0.3 m处停下，则从x = 0.1 m处到x= 0.3 m处, W= qU = 6X 10 3 J，克服摩擦力做功3. -W=mgA x= 8X 10 J，因为 V0,即质点到达 N孔时仍有向下的速度，A .将穿过B板继续下落，D正确.3. （2018 贵州三校联考）在地面附近，存在着一个有界电场，边界MN将空间分成左、（右两个区域，在右区域中有水平向左的匀强电场，在右区域中离边界MN某一位置的水平地面上由静止释放一个质量为 m的带电滑块（滑块的电荷量始终不变），如图甲所示，滑块运动 的v t图象如图乙所示，不计空气阻力，贝y（）1 2 3 4 5 必A. 滑块在MN右边运动的位移大小与在 MN左边运动的位移大小相等B. 在t = 5 s时，滑块经过边界 MNC. 滑块受到的滑动摩擦力与电场力之比为2 ：5D. 在滑块运动的整个过程中，滑动摩擦力做的功

3、小于电场力做的功解析：选C.根据题中速度图线与横轴所围的面积表示位移可知，滑块在MN右边运动的位移大小与在MN左边运动的位移大小不相等，选项A错误.根据题图乙所示速度图象可知， t = 2s时滑块越过分界线 MN选项B错误.根据题中速度图象斜率表示加速度可知，在0Vo2 s时间内，滑块加速度大小可表示为a1 =，在25 s时间内，滑块加速度大小可表示为a2= 3,设电场力为F，运动过程中所受摩擦力为f，对滑块在 Mt分界线右侧的运动，由牛顿第二定律，F- f = ma,对滑块在 MN分界线左侧的运动，由牛顿第二定律，f = ma,联立解得：f ： F= 2 : 5,选项C正确在滑块运动的整个过程中，滑动摩擦力做的功可表示为：W= f 2.5 vo，电场力做的功可表示为 W= F- vo= 2.5 f Vo,二者做功相等，选项 D错误.4. （多选）（2018 湖北八校联考）如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45角的匀强电场，将一质量为 m带电荷量为q的小球，以某一初速度从 O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程x = ky2，且小球通过点 pk， .已知重力加

4、速度为g,则（）A.电场强度的大小为mgqB.小球初速度的大小为c.小球通过点p时的动能为5gD.小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少2mgk解析：选BC.小球做类平抛运动， 则电场力与重力的合力沿 x轴正方向，qE=（2mg电 场强度的大小为 E= mg a错误；F合=mgr ma所以a= g,由类平抛运动规律有 1= vt,q k1= 2gt：得小球初速度大小为 V0=、2, B正确；由P点的坐标分析可知V = 1所以小12 1225mg球通过点P时的动能为？mv= qmv0+ Vx） =47, C正确；小球从 O到P过程中电势能减少，112mg且减少的电势能等于电场力做的功，即W= qE-=-, D错误.KCOS 45k5.S在水平向右的匀强电场中，有一质量为m带正电的小球，用长为I的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时，细线与竖直方向夹角为 0，如图所示，现给小球一个垂直于悬线的初速度，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问:(1) 小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？(2) 小球在B点的初速度多大？解析：(1)如图所示，小球所受到的重力、电场力均为恒力

5、，二力的合力为F=mg-COS 0重力场与电场的叠加场为等效重力场，F为等效重力，小球在叠加场中的等效重力加速度为g= COSgT，其方向与F同向，因此B点为等效最低点，A点为等效最高点，小球在A点速度最小，设为 VA,此时细线的拉力为零，等效重力提供向心力，则2, Vamg = mp，得小球的最小速度为Va=glcos 0 (2)设小球在B点的初速度为1mB= *mV+ mg 2l ,VB，由能量守恒得：i毋5gl将VA的数值代入得：vb=cos 0 .5glcos 0A B水平放置，ab为两板的中心线,b+A甲O.577; Tl.sr： 2F： 2.5F 答案：(1) A点速度最小%6如图甲所示，长为 L、间距为d的两金属板个带电粒子以速度 V。从a点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，欲使该粒 子仍能从b点以速度V。射出，求:(1)交变电压的周期 T应满足什么条件?(2)粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件?解析：(1)为使粒子仍从b点以速度V0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动 应为：加速，减速，反向加速，(反向)减速，经历四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，故有1粒子在4t内离开中心线的距离为L= nTv，解得 T= nvoqEU0又a=滸E=d，qUOT232md在运动过程中离开中心线的最大距离为沪2y=曙d粒子不撞击金属板，应有ymW 1d解得Tw2d故n2dVO ,黑，即n取大于等于2dVO黑的整数所以粒子的周期应满足的条件为卩舟，其中n取大于等于去*m的整数 粒子进入电场的时刻应为十，|5故粒子进入电场的时刻为t = 2T(n= 1, 2, 3)4答案：(1) T=，其中n取大于等于 的整数nvo2dvo 讨 2m2n 1 t =-T(n= 1, 2, 3)

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