電容器與電容、帶電粒子在電場中的運(yùn)動

1、 電容器與電容、帶電粒子在電場中的運(yùn)動一 、選擇題1. 下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法中正確的有( A )A. 使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況 B.使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況C.靜電計可以用電壓表替代 D.靜電計可以用電流表替代【詳解】靜電計是用來測量電容器兩極板的電勢差，從而研究電容器電容隨電容器正對面積 兩板距離 介電常數(shù)等因素的變化.如果用電壓表 電流表來替代則構(gòu)成電容器的放電回路，兩電表都沒有示數(shù)，故選A2. 水平放置的平行板電容器與一電池相連.在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大，則 ( D )A.電容變大，質(zhì)點向上運(yùn)動

2、 B.電容變大，質(zhì)點向下運(yùn)動C.電容變小，質(zhì)點保持靜止 D.電容變小，質(zhì)點向下運(yùn)動【詳解】帶電質(zhì)點在電容器中處于靜止?fàn)顟B(tài)有mg=qE，因為電容器與電源連接，電壓不變，E=U/d，d增大，電容C減小，E減小，質(zhì)點向下運(yùn)動，答案為D.3. 虛線框內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(方向未知)，有一正電荷(重力不計)從bc邊上的M點以速度v0射進(jìn)電場內(nèi)，最后從cd邊上的Q點射出電場，下列說法正確的是( B D )4.A.電場力一定對電荷做了正功 B.電場方向可能垂直ab邊向右C.電荷運(yùn)動的軌跡可能是一段圓弧 D.電荷的運(yùn)動一定是勻變速運(yùn)動【詳解】由正電荷在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)可以判斷，其所受電場力一定指向運(yùn)動曲線的內(nèi)側(cè)，

3、但電場力與速度方向的夾角可能為銳角或鈍角，電場力可能做正功或負(fù)功，所以選項A錯B對，由于正電荷只受恒定的電場力作用，所以正電荷不可能做圓周運(yùn)動，一定是勻變速曲線運(yùn)動，選項D正確，答案為B、D.4. 如圖所示，水平放置的平行板電容器與一直流電源相連，在兩板中央有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)通過瞬間平移和緩慢平移兩種方法將A板移到圖中虛線位置.下列關(guān)于帶電液滴運(yùn)動的說法中正確的是( B )A. 上述兩種方法中，液滴都向B板做勻加速直線運(yùn)動B.采用瞬間平移的方法，液滴運(yùn)動到B板經(jīng)歷的時間短C.采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動到B板時速度大D.采用緩慢平移的方法，液滴運(yùn)動到B板過程中電場力做功多【詳解】瞬間

4、平移使帶電液滴加速度突然增大立即做勻加速運(yùn)動，而緩慢平移至虛線位置這一階段，帶電液滴電場力緩慢增大，加速度也緩慢增大，到達(dá)虛線位置以后才開始做勻加速運(yùn)動，所以瞬間平移使帶電液滴到達(dá)B板的時間短，做功多，速度大，故答案為B.5 如圖甲所示，平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，兩板間距離足夠大當(dāng)兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，在下圖中，反映電子速度v、位移x和加速度a三個物理量隨時間t的變化規(guī)律可能正確的是(A D)【詳解】在平行金屬板之間加上如題圖乙所示的周期性電壓時，因為電子在平行金屬板間所受的電場力F，所以電子所受的電場力大小不變，而方向隨電壓呈周期性變化由牛頓第二定律Fma可知，

5、電子在第一個內(nèi)向B板做勻加速直線運(yùn)動，在第二個內(nèi)向B板做勻減速直線運(yùn)動，在第三個內(nèi)反向做勻加速直線運(yùn)動在第四個內(nèi)向A板做勻減速直線運(yùn)動，所以at圖象如圖1所示，vt圖象如圖2所示；又因勻變速直線運(yùn)動位移xv0tat2，所以xt圖象應(yīng)是曲線故本題選AD.6 如圖所示，足夠長的兩平行金屬板正對豎直放置，它們通過導(dǎo)線與電源E、定值電阻R、開關(guān)S相連閉合開關(guān)后，一個帶電的液滴從兩板上端的中點處無初速度釋放，最終液滴落在某一金屬板上下列說法中正確的是(B C)A液滴在兩板間運(yùn)動的軌跡是一條拋物線B電源電動勢越大，液滴在板間運(yùn)動的加速度越大C電源電動勢越大，液滴在板間運(yùn)動的時間越短D定值電阻的阻值越大，液

6、滴在板間運(yùn)動的時間越長【詳解】電容器充滿電荷后，極板間的電壓等于電源的電動勢極板間形成了電場，液滴受水平方向的電場力和豎直方向的重力作用，合力為恒力，而初速度為零，則液滴做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，A項錯；電源電動勢越大，則液滴受到的電場力也越大，合力越大，加速度也越大，B項對；電源電動勢越大，加速度越大，同時位移越小，則運(yùn)動的時間越短，C對；定值電阻不會影響兩極板上電壓的大小，則對液滴的運(yùn)動沒有影響，D項錯7如圖所示，平行板電容器的電容為C，帶電荷量為Q，兩極板間距離為d，今在距兩極板的中點d處放一電荷q，則(A)Aq所受電場力的大小為 Bq所受電場力的大小為kCq點處的電場強(qiáng)度是k Dq

7、點處的電場強(qiáng)度是k【詳解】兩極板之間的電場強(qiáng)度E，q受到的電場力FEqqq，A正確；Q不是點電荷，點電荷的場強(qiáng)公式Ek在這里不能用，B、C、D不正確8 分別將帶正電、負(fù)電和不帶電的三個等質(zhì)量小球，分別以相同的水平速度由P點射入水平放置的平行金屬板間，已知上板帶負(fù)電，下板接地三小球分別落在圖中A、B、C三點，則錯誤的是(C)AA帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電B三小球在電場中加速度大小關(guān)系是：aA<aB<aCC三小球在電場中運(yùn)動時間相等D三小球到達(dá)下板時的動能關(guān)系是EkC>EkB>EkA【詳解】由于A的水平射程x最遠(yuǎn)，A的運(yùn)動時間t最長，C錯誤A的加速度aA最小，而C的加速度a

8、C最大，aA<aB<aC，B正確可見，A帶正電，受電場力方向與重力方向相反，B不帶電，C帶負(fù)電，受電場力方向與重力方向相同，A正確由動能定理知EkC>EkB>EkA，D正確9如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結(jié)論正確的是(B C) A板間電場強(qiáng)度大小為mg/q B板間電場強(qiáng)度大小為2mg/qC質(zhì)點在板間的運(yùn)動時間和它從板的右端運(yùn)動到光屏的時間相等D質(zhì)點在板間的運(yùn)動時間大于它從板的右端運(yùn)動到光屏的時間【詳解】當(dāng)質(zhì)點所受電場力方向向上且大

9、于重力時，質(zhì)點才可能垂直打到屏上由運(yùn)動的合成與分解，可知質(zhì)點在水平方向上一直做勻速直線運(yùn)動，所以質(zhì)點在電場中做類平拋運(yùn)動的時間和在重力場中做斜上拋運(yùn)動的時間相等由運(yùn)動規(guī)律可知質(zhì)點在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，vxv0；在豎直方向上：在電場中vyat，如圖所示，離開電場后質(zhì)點做斜上拋運(yùn)動，vygt，由此運(yùn)動過程的對稱性可知ag，由牛頓第二定律得：qEmgmamg，解得：E2mg/q.故B、C正確10如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處，不計電子的重力，下列說法正確的是(A C)A從t0時刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)

10、動，直到打到右極板上B從t0時刻釋放電子，電子可能在兩極間振動C從tT/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上D從t3T/8時刻釋放電子，電子必將打到左極板上【詳解】若t0時刻釋放電子，電子將重復(fù)先加速后減速，直到打到右極板，不會在兩板間振動，所以A正確，B錯誤；若從tT/4時刻釋放電子，電子先加速T/4，再減速T/4，有可能電子已達(dá)到右極板，若此時未達(dá)到右極板，則電子將在兩極板間振動，所以C正確；同理，若從t3T/8時刻釋放電子，電子有可能達(dá)到右極板，也有可能從左極板射出，這取決于兩極間的距離，所以D錯誤二、非選擇題11如圖所示，甲圖是用來使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置，乙

11、圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電場的等效模擬，以y軸為界，左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E.右側(cè)為沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場已知OAAB，OAAB，且OB間的電勢差為U0，若在x軸的C點無初速度地釋放一個電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子(不計重力)，結(jié)果正離子剛好通過B點，求：(1) CO間的距離d；(2) (2)粒子通過B點的速度大小【詳解】(1)設(shè)正離子到達(dá)O點的速度為v0(其方向沿x軸的正方向)則正離子由C點到O點由動能定理得： qEdmv020 而正離子從O點到B點做類平拋運(yùn)動，則：OA·t2 ABv0t 而OAAB 由得d.(2)設(shè)正離子到B點時速度的大小為vB，正離子從C到B過程中由動能定理得：qEdqU0mvB20，解得vB.12.如圖所示，一光滑斜面的直角點A處固定一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的絕緣小球，另一同樣小球置于斜面頂點B處，已知斜面長為L，現(xiàn)把上部小球從B點由靜止自由釋放，球能沿斜面從B點運(yùn)動到斜面底端C處，求：（1） 小球從B處開始運(yùn)動到斜面中點D處時的速度；（2） （2）小球運(yùn)動到斜面底端C處時，球?qū)π泵娴膲毫κ嵌啻?？【詳解】由于小球沿斜面下滑過程中所受電場力為變力，因此不能