1.9 带电粒子在电场中的运动 课时提升练（含解析） 一、选择题 1．如图所示，一带电粒子只在电场力作用下由 P 点经匀强电场后到达 Q 点，关于粒子 所带电荷的正负以及在 P、Q 两点动能的大小，下列说法正确的是（　　） A．带正电，在 P 点的动能较大 B．带负电，在 P 点的动能较大 C．带正电，在 Q 点的动能较大 D．带负电，在 Q 点的动能较大 2．电偶极子是由相距为 d，电荷量大小为 q 的等量异种点电荷组成的系统。两个相同 的电偶极子平行反向放置，AOB 为其平分线，O 点为其对称点。在外力作用下，一带 正电的试探电荷从无穷远处沿着 AOB 移动，无穷远处电势为零。在移动过程中，下列 说法正确的是（　　） A．电场力对试探电荷先做正功，后做负功 B．试探电荷电势能先增加，后减少 C．试探电荷在 O 点所受电场力最大 D．试探电荷在 O 点电势能为零 3．如图所示，直线 MN 是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒 子只在电场力的作用下，由 a 到 b 的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是 （　　） A．电场线 MN 的方向一定是由 N 指向 M B．带电粒子由 a 运动到 b 的过程中动能一定逐渐减小 C．带电粒子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能 D．带电粒子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的加速度 4．某火力发电厂，二期扩建两台 1000MW 超临界二次再热机组。该电厂主要以煤作燃 料，若按甲图排出烟气，将带走大量的煤粉，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境， 为了消除烟气中的煤粉，该厂采用如图乙所示装置静电除尘，m、n 为金属管内两点在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离，电离出来的电子在电场力的作用下，遇到 烟气中的煤粉，使煤粉带负电，煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意 图，下列说法正确的是（　　） Em  En A．Q 接电源的负极，且电场强度 B．Q 接电源的正极，且电场强度 C．P 接电源的负极，且电场强度 D．P 接电源的正极，且电场强度 Em  En Em  En Em  En 5．如图所示 A、B、C、D 是同一个圆上的四个点，其圆心为 O 点，空间上有两个等量 的同种正电荷 Q1 和 Q2 位于过 O 点垂直于该圆面的直线上，O 点位于两电荷位置连线 的中点，下列说法正确的是（　　） A．A、B、C、D 四点决定的平面是等势面 B．A 点静止释放的负电荷（不计重力）在 AO 之间一定做加速度逐渐减小的加速运动 C．将一负电荷从 A 移到 C，电场力做功不为零 D．负电荷在只受电场力的情况下可能绕 O 点做匀速圆周运动 6．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医 学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为 d ，膜内的电场可看作匀强 电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从 图中的 A 点运动到 B 点，下列说法正确的是（　　） A．A 点电势低于 B 点电势 B．钠离子的电势能减小 C．钠离子的加速度变大 D．若膜电位不变，当 d 越大时，钠离子 进入细胞内的速度越大 7．M、N、P 三点共线，且为电场中同一电场线上的三点，P 为 MN 的中点，M、N 两 点处电势分别为 20V 和 12V，下列说法正确的是（　　） A．场强方向是 M 指向 N B．该电场在 P 点处的电势一定为 16V C．一正电荷在 P 点时受到的电场力大于在 M 点时受到的电场力 D．一负电荷在 P 点时具有的电势能小于在 M 点时具有的电势能 8．如图，带电的平行板电容器两金属板间形成匀强电场，一带电粒子在两板间恰好能 沿水平线 AB 运动，若将下极板平移到图中虚线位置，该粒子（　　） A．仍沿直线 AB 运动 B．偏离直线 AB 向上运动 C．偏离直线 AB 向下运动 D．所受的合力减小 9．如图所示，两正对的水平金属板与一电压恒定的直流电源相连。一带电油滴以某一 初速度沿水平直线 AB 运动。当油滴运动到 P 点时，将平行金属板分别绕通过中心点 O、O′垂直于纸面的轴同时缓慢顺时针旋转至图中虚线位置，两板始终保持平行，则旋 转过程中油滴在两板间（　　） A．将沿 PB 做匀速直线运动 B．将沿 PB 做匀加速直线运动 C．运动过程电势能不变 D．运动过程电势能逐渐减小 10．电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。如图所示的电路中， 当开关闭合后，一带电小油滴在平行板电容器间恰好处于静止状态，则下列说法不正 确的是（　　） A．小油滴带负电 B．仅把电阻箱 R1 的阻值增大，油滴将上升 C．仅把电容器上极板略微竖直上移，油滴仍静止不动 D．仅把电容器上极板略微水平右移，油滴仍静止不动 11．如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的小球在电场强度为 E、区域足够大的匀强电 场中，以初速度 v0 沿 ON 在竖直面内做匀变速直线运动。ON 与水平面的夹角为 30°， 且 mg=qE，则（　　） A．电场方向竖直向上 B．小球运动的加速度大小为 2g 02 C．小球上升的最大高度为 4g 0 D．小球返回原位置所用时间为 g 12．如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹， 且轨迹上有 M、N 两点，先经过 M 点再经过 N 点，下列说法正确的是（　　） A．该带电粒子带负电 B．M 点的加速度大于 N 点的加速度 C．带电粒子在 M 点的电势能小于在 N 点的电势能 D．M 点的动能小于 N 点的动能 13．如图所示，在两固定的等量异种电荷形成的电场中，画了一个圆，其圆心与两电 荷连线中点重合，MN 是两电荷连线的中垂线，虚线 AEB 是一带电粒子只在电场力作 用下的运动轨迹，则下列说法正确的是（ ） A．该运动粒子带正电 B．电势差 UCA 大于电势差 UAE C．A 点的场强等于 B 点的场强 D．C 点的电势等于 B 点的电势 14．如图所示，匀强电场场强大小为 E，方向与水平方向夹角为 θ（θ≠45°），场中有 一质量为 m，电荷量为 q 的带电小球，用长为 L 的细线悬挂于 O 点。当小球静止时， 细线恰好水平。现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变， 则在此过程中（　　） A．外力所做的功为 mgLcotθ B．带电小球的电势能增加 qEL（sinθ+cosθ） C．带电小球的电势能增加 2mgLcotθ D．外力所做的功为 mgLtanθ 15．如图甲所示，用轻绳拴着一个质量为 m、电荷量为+q 的小球在竖直面内绕 O 点做 圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，不计一切阻力，小球运动到最高点时 的动能 Ek 与绳中张力 F 间的关系如图乙所示，重力加速度为 g，则（　　） A．轻绳的长度为 a b B．电场强度大小为 b  mg E 2a m C．小球在最高点时的最小速度为 D．小球在最低点和最高点所受绳子的拉力差为 6b 二、解答题 16．如图，虚线 ab、cd 间存在竖直向下的匀强电场，ab 左侧竖直固定一平行板电容器。 一质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子，从两极板中点 A 由静止释放，经电场加速后从 小孔 O 垂直进入竖直电场，最后从虚线 cd 上的 P 点离开，离开时其速度方向与 cd 夹 角为 30°。已知电容器两板间电压为 U，两虚线间距为 L，带电粒子重力不计。求： （1）带电粒子离开电容器时速度大小 v1； （2）竖直匀强电场的电场强度大小 E； （3）O 与 P 两点间的电势差 UOP。 17．如图，一质量为 m、电荷量为 q( q  0) 的粒子以速度 v0 从 MN 连线上的 P 点水平向 右射入方向竖直向下的匀强电场中，粒子到达 MN 连线上的 Q 点，已知 MN 与水平方 向成 45� 角， PQ  L ，粒子的重力可以忽略。求： （1）粒子从 P 点到达 Q 点所用时间； （2）电场强度 E 的大小； （3）粒子从 P 点到达 Q 点的过程中电场力所做的功。 参考答案 1．B 【详解】 根据粒子运动轨迹的弯曲情况可知，粒子所受电场力方向水平向左，与电场强度方向相反， 则粒子带负电，从 P 到 Q，电场力对粒子做负功，根据动能定理可知，粒子动能减小，即 粒子在 P 点的动能大于 Q 点的动能，故选 B。 【点睛】 2．D 【详解】 AB．等量异种点电荷连线的垂直平分线为等势线，且电势是零，与无穷远处等电势，因此 AOB 是等势线，一带正电的试探电荷从无穷远处沿着 AOB 移动，电场力对试探电荷不做功， 试探电荷的电势能不变化，AB 错误； C．O 点是对称点，所以 O 点的场强是零，试探电荷在 O 点所受电场力是零，C 错误； D．因无穷远处电势是零，试探电荷在无穷远处的电势能是零，O 点与无穷远处等电势， 试探电荷在 O 点电势能是零，D 正确。 故选 D。 3．C 【详解】 A．带电粒子由 a 到 b 的运动是向 N 点方向弯曲，如果电场线 MN 的方向是由 N 指向 M， 则粒子带负电，如果粒子带正电，则电场线 MN 的方向是由 M 指向 N，因粒子带电性质不 明确，所以电场线 MN 的方向不能确定，A 错误； B．带电粒子只在电场力的作用下，由 a 到 b 的运动，电场力一定对粒子做正功，粒子动能 一定逐渐增大， B 错误； C．带电粒子只在电场力的作用下，由 a 到 b 的运动，电场力一定对粒子做正功，带电粒子 电势能逐渐减小，所以带电粒子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能，C 正确； D．由 a 到 b 的运动轨迹，轨迹为一抛物线，说明粒子做匀变速运动，带电粒子一定受恒力 作用，所以带电粒子在 a 点的加速度等于在 b 点的加速度，D 错误。 故选 C。 4．B 【详解】 管内接通静电高压时，管内存在强电场，它便空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在 电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，所以金属管 Q 应接高压电源 的正极，金属丝 P 接负极。构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝的电场强度 越强，则有 Em  E n ，故选 B。 5．D 【详解】 A．根据等量同种正电荷周围电场的分布情况可知，正电荷 Q1 和 Q2 位于过 O 点垂直于该圆 面的直线上，O 点位于两电荷位置连线的中点，则 A、B、C、D 四点决定的平面不是等势 面，故 A 错误； B．AO 之间的电场强度变化情况未知，A 点静止释放的负电荷（不计重力）在 AO 之间不 一定做加速度逐渐减小的加速运动，故 B 错误； C．