（通用版）高考物理一輪復習 第7章 靜電場 第3節(jié) 課時提能練22 電容器 帶電粒子在電場中的運動.doc

課時提能練(二十二)電容器帶電粒子在電場中的運動(限時：40分鐘)a級跨越本科線1.兩個較大的平行金屬板a、b相距為d，分別接在電壓為u的電源正、負極上，這時質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖7314所示在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些，那么在錯開的過程中()圖7314a油滴將向上加速運動，電流計中的電流從b流向ab油滴將向下加速運動，電流計中的電流從a流向bc油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向ad油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向bd電容器與電源相連，兩極板間電壓不變將兩極板非常緩慢地水平錯開一些，兩極板正對面積減小，而間距不變，由e可知，電場強度不變，油滴受到的電場力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動由c可知，電容減小，qcu，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計中的電流從a流向b，故d正確2(2016全國乙卷)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上若將云母介質(zhì)移出，則電容器()a極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大b極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大c極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變d極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變d平行板電容器電容的表達式為c，將極板間的云母介質(zhì)移出后，導致電容器的電容c變小由于極板間電壓不變，據(jù)qcu知，極板上的電荷量變小再考慮到極板間電場強度e，由于u、d不變，所以極板間電場強度不變，選項d正確3(2017西安交大附中質(zhì)檢)某空間區(qū)域有豎直方向的電場(圖7315甲中只畫出了一條電場線)，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，在電場中從a點由靜止開始沿電場線豎直向下運動，不計一切阻力，運動過程中物體的機械能e與物體位移x關(guān)系的圖象如圖乙所示，由此可以判斷()圖7315a物體所處的電場為非勻強電場，且場強不斷減小，場強方向向上b物體所處的電場為勻強電場，場強方向向下c物體可能先做加速運動，后做勻速運動d物體一定做加速運動，且加速度不斷減小a由于物體的機械能逐漸減小，因此電場力做負功，故電場強度的方向向上，再根據(jù)機械能的變化關(guān)系可知，克服電場力做功越來越少，電場強度不斷減小，故a正確、b錯誤；根據(jù)牛頓第二定律可知，物體受重力和電場力，且電場力逐漸減小，故加速度越來越大，c、d錯誤4(多選)a、b、c三個粒子由同一點o垂直場強方向同時進入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖7316所示，其中b恰好飛出電場，不計重力，由此可以斷定()圖7316a在b飛離電場的同時，a剛好打在負極板上b進入電場時，c的速度最大，a的速度最小cb和c同時飛離電場d動能的增量相比，a的最小，b和c的一樣大ab據(jù)題意，粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，其運動時間由偏轉(zhuǎn)位移決定，而a、b、c粒子的加速度相等，由yat2可得，tatbtc，選項a正確，c錯誤；粒子在平行于極板方向上做勻速直線運動，根據(jù)xvt可知，vavb0)的粒子在勻強電場中運動，a、b為其運動軌跡上的兩點已知該粒子在a點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運動到b點時速度方向與電場方向的夾角為30.不計重力求a、b兩點間的電勢差. 【導學號：92492298】圖7321【解析】設帶電粒子在b點的速度大小為vb.粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即vbsin 30v0sin 60由此得vbv0設a、b兩點間的電勢差為uab，由動能定理有quabm(vv)聯(lián)立式得uab.【答案】b級名校必刷題10(2017長春模擬)將一平行板電容器接到穩(wěn)壓電源上充電，待電容器穩(wěn)定后第一次保持電容器與電源相連，用外力緩慢將一極板沿電場方向向外移動一段距離，這一過程中外力做功w1；第二次將電容器與電源斷開，仍用外力緩慢將一極板沿電場方向向外移動相同距離，這一過程中外力做功w2，則兩次相比()aw1w2bw1w2cw1w2d無法確定b第一次保持電容器與電源相連，電容器兩極板電壓不變，用外力緩慢將一極板沿電場方向向外移動一段距離，在移動過程中，兩極板之間的距離增大，由eu/d可知，兩極板之間的電場強度逐漸減小在移動過程中，兩極板之間的距離增大，由平行板電容器的決定式可知電容c減小，由cq/u可知，極板帶電荷量q減小，所用外力fqe減小第二次充電后將電容器與電源斷開，電容器極板帶電荷量q不變，兩極板之間的電場強度e不變，用外力緩慢將一極板沿電場方向向外移動一段距離，在移動過程中，所用外力fqe不變所以兩次相比，第二次做功多，即w1w2，選項b正確11(2017成都模擬)如圖7322所示，平行板電容器與一直流電源相連，兩極板水平放置，電容為c，開始開關(guān)閉合，電容器極板間電壓為u，兩極板間距為d.一電荷量大小為q的帶電油滴以初動能ek從一平行板電容器的兩個極板中央水平射入(極板足夠長)，帶電油滴恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過電容器，則() 【導學號：92492299】圖7322a斷開開關(guān)，將上極板上移，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時的動能為ekuqb斷開開關(guān)，將上極板上移，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時的動能為ekuqc閉合開關(guān)，將上極板下移，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時的動能為ekuqd閉合開關(guān)，將上極板下移，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時的動能為ekuqd斷開開關(guān)時，兩板帶電量q一定，根據(jù)c，c，e可得e，即兩板間場強與兩板間距無關(guān)，故斷開開關(guān)，將上極板上移，帶電油滴仍將沿直線通過電容器，選項a、b錯誤；開關(guān)閉合時油滴受重力和電場力平衡，有qemg，將上極板下移，則電場強度變?yōu)樵瓉淼谋?，電場力變?yōu)樵瓉淼谋叮瑒t油滴所受的合力方向向上，可知帶電油滴向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)動能定理知，qemgekek，qemg，解得動能ekekmgdekuq，故d正確，c錯誤12.如圖7323所示，在沿水平方向的勻強電場中有一固定點o，用一根長度為l0.20 m的絕緣輕線把質(zhì)量m0.10 kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在o點，小球靜止在b點時輕線與豎直方向的夾角37.現(xiàn)將小球拉至位置a，使輕線水平張緊后由靜止釋放g取10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求：圖7323(1)小球所受電場力的大??；(2)小球通過最低點c時的速度大小；(3)小球通過最低點c時輕線對小球的拉力大小【解析】(1)小球受重力mg、電場力f和拉力ft，其靜止時受力如圖所示根據(jù)共點力平衡條件有fmgtan 370.75 n.(2)設小球到達最低點時的速度為v，小球從水平位置運動到最低點的過程中，根據(jù)動能定理有mglflmv2解得v1.0 m/s.(3)設小球通過最低點c時細線對小球的拉力大小為ft根據(jù)牛頓第二定律有ftmgm解得ft1.5 n.【答案】(1)0.75 n(2)1.0 m/s(3)1.5 n13如圖7324所示，兩平行金屬板a、b長l8 cm，兩板間距離d8 cm，a板比b板電勢高300 v，即uab300 v一帶正電的粒子電量為q1010 c，質(zhì)量為m1020 kg，從r點沿電場中心線垂直電場線飛入電場，初速度v02106 m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面mn、ps間的無電場區(qū)域后，進入固定在中心線上o點的點電荷q形成的電場區(qū)域(設界面ps右邊點電荷的電場分布不受界面的影響)已知兩界面mn、ps相距為l12 cm，粒子穿過界面ps后被點電荷q施加的電場力俘獲從而以o點為圓心做勻速圓周運動，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏ef上(靜電力常量k9109 nm2/c2，粒子重力不計，tan 37，tan 53)求：圖7324(1)粒子穿過界面mn時偏離中心線ro的距離h；(2)粒子穿過界面mn時的速度v；(3)粒子穿過界面ps時偏離中心線ro的距離y；(4)點電荷的電荷量q(該小題結(jié)果保留一位有效數(shù)字). 【導學號：92492300】【解析】(1)設粒子在兩極板間運動時加速度為a，運動時間為t，則：that2，a解得：h()20.03 m3 cm.(2)設粒子從電場中飛出時沿電場方向的速度為vy，則：vyat解得：vy1.5106 m/s所以粒子從電場中飛出時的速度為：v2.5106 m/s設粒子從電場中飛出時的速度方向