高一物理 專題09 電容器 帶電粒子在電場中的運動暑假作業(yè)（含解析）-人教高一物理試題

專題09 電容器帶電粒子在電場中的運動看一看【知識點梳理】一、電容器與電容1．電容器（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．（2）帶電量：每個極板所帶電荷量的絕對值．（3）電容器的充電和放電 充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值．（2）定義式：C＝eq\f(Q,U)（3）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量．3．平行板電容器（1）影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比．（2）決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量．二、帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增量．（1）在勻強電場中：W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)或F＝qE＝qeq\f(U,d)＝mA． （2）在非勻強電場中：W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).三、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．進入電場的方式：一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0垂直于電場線方向進入兩平行金屬板間的勻強電場，兩板間的電勢差為U.2．受力特點：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與初速度v0的方向垂直．3．運動特點：做勻變速曲線運動，與力學(xué)中的平拋運動類似．做一做1.兩個較大的平行板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正負極上，開關(guān)S閉合時質(zhì)量為m，帶電量為-q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示，在保持其他條件不變的情況下，將兩板非常緩慢地水平錯開一些，以下說法正確的是（）A．油滴將向上運動，電流計中的電流從b流向aB．油滴將下運動，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a流向bD．油滴靜止不動，電流計中無電流流過2.【山東省泰安市2016屆高三下學(xué)期第一次模擬考試理科綜合】帶等量異種電荷的金屬板M、N平行正對水平放置，間距為d，M板中心有一小孔（小孔對電場的影響可忽略不計）。一帶電微粒從M板上方高d處的P點由靜止開始下落，穿過M板的小孔后剛好到達N板處的Q點（但未觸及N板）而返回。不計空氣阻力，忽略金屬板正對部分之外的電場?，F(xiàn)將M板向上平移的距離，再讓原帶電微粒從P點由靜止開始下落。則微粒的運動情況為A．落到N板上B．到達與N板相距d就返回C．到達與N板相距就返回D．仍剛好到達Q點而返回練一練1.圖中的一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地。兩極板間懸掛一帶電小球，靜止時懸線與堅真方向夾角θ，現(xiàn)將正極板向右平移一小段距離，則懸線受到的張力將A．變大B．變小C．不變D．不能確定2.如圖，MN是組成電容器的兩塊水平放置的平行金屬極板，M中間有一小孔。MN分別接到電壓恒定的電源兩端（未畫出）。小孔正上方有一點A，A與極板N的距離為，與極板M距離為，某時刻有一帶電微粒從A點由靜止下落，到達極板N時速度剛好為零。若將極板N向上平移，該微粒再從A點由靜止下落，則進入電場后速度為零的位置與極板M間的距離為（）A．B．C．D．3.如圖所示，空間中的M、N處存在兩個被固定的、等量同種正電荷，在它們的連線上有A、B、C三點，已知，，現(xiàn)有一正電荷，關(guān)于在電場中移動電荷，下列說法中正確的是（）A．沿半圓弧將從B點移到C點，電場力不做功B．沿曲線將從B點移到C點，電場力做正功C．沿曲線將從A點移到C點，電場力不做功D．沿直線將從A點移到B點，電場力做負功4.如圖所示，在一豎直平面內(nèi)，BCDF段是半徑為R的圓弧擋板，AB段為直線型擋板（長為4R），兩者在B點相切，，C．F兩點與圓心等高，D在圓弧形擋板的最低點，所有接觸面均光滑，絕緣，擋板處于水平方向場強為E的勻強電場中，現(xiàn)將帶電量為、質(zhì)量為的小球從擋板內(nèi)側(cè)的A點由靜止釋放，小球沿擋板內(nèi)側(cè)ABCDF運動到F點后拋出，在這段運動過程中，下列說法正確的是（）（）A．勻強電場的場強大小可能等于B．小球運動到D點時動能一定不是最大C．小球機械能增加量的最大值為D．小球從B到D運動過程中，動能的增量為5.如圖所示，A、B、C．D為勻強電場中相鄰的四個等勢面，它們的間距相等。一個電子垂直經(jīng)過等勢面D時，動能為20eV，飛經(jīng)等勢面C時，電勢能為－10eV，飛至等勢面B時速度恰好為零，已知相鄰等勢面間的距離為5cm，則下列說法正確的是（）A．等勢面A的電勢為－10VB．勻強電場的場強大小為200V/mC．電子再次飛經(jīng)D勢面時，其電勢能仍為20eVD．電子運動中所在系統(tǒng)的機械能守恒6.如圖所示，不計重力的正電粒子以一定的水平初速度射入平行金屬板間豎直的勻強電場中，則下列說法正確的是（以下各情況，粒子均能穿過電場）A．增大初速度大小，其他條件不變，粒子穿過電場的偏轉(zhuǎn)位移減小B．滑動觸頭向上移動，其他條件不變，粒子穿過電場的偏轉(zhuǎn)位移變大C．適當增大兩板間距離，其他條件不變，粒子穿過電場的偏轉(zhuǎn)位移變大D．適當增大兩板間距離，其他條件不變，粒子穿過電場的時間變大7.如圖所示，在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度為，一帶電量為+q的帶電小球從距水平面h高處的P點以的初動能水平向右拋出，小球落在地面上Q處，則A．小球落地時的動能為5B．PQ兩點間的電勢差為C．小球從P到Q的過程中電場力對小球做的功為D．小球做加速度恒為a=2g的勻變速曲線運動8.如圖所示，平行板電容器的板長為L，板間距離為d，板B與水平方向的夾角為α，兩板間所加電壓為U，有一帶負電液滴，帶電量為q，以速度沿水平方向自A板邊沿進入板間后仍沿水平方向運動，恰好從B板沿水平飛出，求液滴的質(zhì)量及飛出時的速度（重力加速度為g）知一知閃電為什么是彎彎曲曲的每當暴風(fēng)雨來臨，雨點即能獲得電子，這些電子會追尋地面上的正電荷，額外的電子流出云層后，要碰撞別的電子，使別的電子也變成游離電子，因而產(chǎn)生了傳導(dǎo)性軌跡。傳導(dǎo)的軌跡會在空氣中散布著不規(guī)則形狀的帶電離子群中間跳躍著迂回延伸，所以閃電總是蜿蜒曲折的。專題09 電容器帶電粒子在電場中的運動練一練1【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)電容的決定式，電容的定義式，板間場強公式得，電容器帶電量Q、極板面積S保持不變，故d增大時E保持不變，則小球所受的電場力不變，θ不變，則懸線受到的張力不變．故選C.考點：電容器；電場強度及物體的平衡2.【答案】C【解析】試題分析：設(shè)最終速度為零時距離M板為，則N板未移動時，根據(jù)動能定理：將N板上移之后，根據(jù)動能定理：聯(lián)立以上兩個方程可以得到：，故選項C正確，選項ABD錯誤?？键c：帶電粒子在電場中的運動3.【答案】B【解析】試題分析：BN間電場線的方向從N到B，NC間電場線的方向從N到C，則將從B移到N電場力做負功，N到C電場力做正功，根據(jù)場強的疊加，可知NC段的電場強度大于BN段的電場強度，則B到N過程中電場力做的負功絕對值小于N到C電場力做的正功數(shù)值，所以B到C電場力做正功．故A錯誤，B正確；A點與B點等電勢，所以A點移動到C點與從B點移動到C點等效，所以將電荷從A點移動到C點電場力做正功，故C錯誤；根據(jù)對稱性可知A點與B點的電勢相等，從A點移動B點，電場力不做功，故D錯誤?？键c：電勢差與電場強度的關(guān)系、功的計算4.【答案】BC【解析】試題分析：小球能沿擋板內(nèi)側(cè)ABC內(nèi)側(cè)運動，則有：，則得：，故場強大小不可能等于，故A錯誤；小球在復(fù)合場中受重力和電場力，所以小球運動到合力方向上時動能最大，則知在CD之間的某一點上時動能最大，故B正確；小球運動到C點時，電場力做正功最多，小球的機械能增加量最大，所以小球機械能增加量的最大值為，故C正確；小球從B到D運動過程中，根據(jù)動能定理得：動能的增量為，故D錯誤?？键c：勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系、機械能守恒定律、電場強度6.【答案】AB【解析】試題分析：帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，即在豎直方向上做勻變速直線運動，在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上有，，在水平方向上有，聯(lián)立可得故其他條件不變，增大初速度大小，粒子穿過電場的偏轉(zhuǎn)位移減小，A正確；滑動觸頭向上移動，變阻器接入電路的電阻增大，電容器板間電壓增大，則y變大，B正確；適當增大兩板間距離d，y減小，故C錯誤．粒子穿過電場的時間，與兩板間距離無關(guān)，D錯誤．考點：考查了電容器，帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)7.【答案】AC【解析】試題分析：電場強度，即，因為，所以小球的初速度為，小球在水平方向上做初速度為，加速度為g的勻加速直線運動，在豎直方向上做初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動，所以小球做加速度恒為的勻變速曲線運動，在豎直方向上有，故小球運動時間為，所以小球在水平方向上的位移為，故電場力做功為，C正確D錯誤；過程中電場力和重力都做正功，