《决胜高考物理必刷题专项训练》专题3 带电体在电场中的平衡问题 （解析版）

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2021 年高考物理专题必刷题训练
专题 3 带电体在电场中的平衡问题
一、单项选择题
1．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（　
　）
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
1
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
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
2
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。
2．（2021·上海松江区·高三二模）如图，质量为 的带电滑块，沿绝缘斜面以加速度 匀加速下滑。当带
电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域中，滑块继续沿斜面的运动情况是（　　）
A．匀速下滑 B．加速下滑，加速度大于
C．加速下滑，加速度小于 D．上述三种情况都有可能发生
【答案】D
【解析】滑块在斜面的上部加速下滑，则
进入下方的匀强电场后。若电场力向上，则可能有
此时滑块将匀速下滑；若 则
则仍加速下滑，且 ；若电场力向下，则
则仍加速下滑，且 。
故选 D。
3．（2021·江西高三二模）如图所示，在水平放置的表面粗糙接地的固定金属板中点的正上方，有带正电
3
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