《决胜高考物理必刷题专项训练》专题15 带电体在电场中运动问题的分析 （解析版）

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2021 年高考物理专题必刷题训练
专题 15 带电体在电场中运动问题的分析
一、单项选择题
1．元电荷 e的数值最早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示：两块金属板水平放置，间距为
d，电压为 U，质量为 m的油滴悬浮在两板间保持静止。已知重力加速度 g，两板间电场可视为匀强电场。
下列说法正确的是（　　）
A．悬浮油滴带正电
B．悬浮油滴的电荷量为
C．悬浮油滴的比荷为
D．油滴的电荷量不-定是电子电荷量的整数倍
【答案】B
【解析】A．由于液滴静止，故它受平衡力的作用，电场力的方向向上，而上极板带正电，故悬浮油滴带
负电，选项 A错误；
B．因为
F电=mg
即
q=mg
故悬浮油滴的电荷量为 ，选项 B正确；
C．悬浮油滴的比荷为
选项 C错误；
D．由于电子的电荷量是元电荷，故油滴的电荷量-定是电子电荷量的整数倍，选项 D错误。
故选 B。
2．如图 1所示，两块竖直放置、面积足够大的金属板 A、B水平正对，两极板间的距离 ，A极板
接地，B极板的电势随时间变化的关系如图 2所示。一带电荷量为– C、质量为 0.01kg 的小球在
时刻从靠近 A板的 P点由静止释放。已知重力加速度 g取10m/s2，下列说法中正确的是（　
1
　）
A．小球沿直线运动
B．小球下落 0.8m 时的速度大小为 5m/s
C．若小球在 时刻由静止释放，则小球下落 0.8m 时的加速度大小为 10m/s2
D．若小球在 时刻由静止释放，则小球下落 0.8m 时的加速度大小为 20m/s2
【答案】B
【解析】A．由图像 2可知 B极板的电势等于 A、B极板间的电势差，由匀强电场中电场强度与电势差的
关系有 ，由牛顿第二定律有
解得
所以小球在水平方向上做加速度逐渐增大的变加速运动，而在竖直方向上有
得
小球在竖直方向上做匀变速直线运动，所以小球运动轨迹为曲线，故 A错误；
B．由 A分析可知，若小球一直在电场中运动，水平方向加速度与时间的关系如图所示
小球竖直方向上做自由落体运动，由 知，小球下落 0.8m 需要时间
此时小球竖直方向的速度
2
由题意可知小球是在 t=0.55s 释放的，所以小球在 0.55s~0.95s 之间在重力场和电场的叠加场中运动，由图
像可知这段时间内小球水平方向的速度变化量
又
所以在 0.95s 时小球在水平方向速度
由运动的合成与分解有
故B正确；
CD．由前面分析可知，小球下落 0.8m用时 0.4s，若小球在 时刻由静止释放，则小球在 0.6s~1.0s
之间在重力场和电场的叠加场中运动，可知当小球刚刚下落 0.8m 时小球水平方向的加速度
此时小球的加速度
故C、D错误。
故选 B。
3．一条长为 L的绝缘细线上端固定在 O点，下端系一个质量为 m带电量为+q的小球，将它置于水平向右
的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成 θ=37°。已知重力加速度为 g，下列正确的是（　　）
A．剪断细线，小球将做曲线运动
B．突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为
C．如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为
D．在 A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为 的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的
3
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