2009-2020五年高校自主招生试题物理精选分类解析 专题17 带电粒子在电场中的运动

一. 2013年

1.(14 分) (2013北约自主招生)如图所示,在水平 O-xy 坐标平面的第 1 象限上,有一个内外半径几乎同为 R、圆心位于 x=R、y=0 处的半圆形固定细管道,坐标平面上有电场强度为E,沿着 y 轴方向的匀强电场。带电质点 P 在管道内,从 x=0、y=0 位置出发,在管道内无摩擦地运动,其初始动能为 Eko。P 运动到 x=R、y=R 位置时,其动能减少了二分之一。 (1)试问 P 所带电荷是正的,还是负的?为什么?

(2)P 所到位置可用该位置的 x 坐标来标定,试在 2R≥x≥0 范围内导出 P 的动能 Ek随 x 变化的函数。

(3)P 在运动过程中受管道的弹力 N 也许是径向朝里

的(即指向圆心的),也许是径向朝外的 (即背离圆心的)。通过定量讨论,判定在 2R≥x≥0 范围内是否存在 N 径向朝里的 x 取值区域,若存在,请给出该区域;继而判定在 2R≥x≥0 范围内是否存在 N 径向朝外的 x 取值区域,若存在,请给出该区域。

二.2012年

1.(2012卓越自主招生)在如图所示的坐标系内,带有等量负

电荷的两点电荷A、B固定在x轴上,并相对于y轴对称,在y轴正方向上的

M点处有一带正电的检验电荷由静止开始释放。若不考虑检验电荷的重力,

那么检验电荷运动到O点的过程中 A.电势能逐渐变小

B.电势能先变大后变小,最后为零 C.先做加速运动后做减速运动

D.始终做加速运动,到达O点时加速度为零

2.(2012年北约)两个相同的电容器A和B如图连接,它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时,电容器 A 中的带电粒子恰好静止。现将电容器 B 的两极板沿水平方向移动使两极板错开,移动后两极板仍然处于水平位置,且两极板的间距不变。已知这时带电粒子的加速度大小为g/2 ,求B的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比。设边缘效应可忽略。

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