（浙江專用）高考物理大一輪總復(fù)習 第六章 第3課時 電容 帶電粒子在電場中的運動(一)知能達標訓練

第課時電容帶電粒子在電場中的運動(一)【測控導航】知識點題號1.電容器、電容及電容器的動態(tài)分析2、6、72.帶電粒子在電場中的直線運動43.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1、3、5、9、114.力、電綜合8、10一、單項選擇題1.(年廣東理綜)噴墨打印機的簡化模型如圖所示.重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場中(C)A.向負極板偏轉(zhuǎn) B.電勢能逐漸增大C.運動軌跡是拋物線 D.運動軌跡與帶電荷量無關(guān)解析:由于忽略重力,所以帶負電的微滴在板間僅受向上的電場力,故帶電微粒向正極板偏轉(zhuǎn),故選項A錯誤;在向正極板偏轉(zhuǎn)過程中,電場力做正功,電勢能將減小,選項B錯誤;微滴水平方向做勻速運動,有x=vt,速度v不變,豎直方向的位移y=12at2=12·Uqdm·xv2=Uq2dm2.有的汽車安裝有“智能氣囊”控制系統(tǒng),原理如圖,在副駕駛座的車頂部和底部各安裝一塊相互絕緣的金屬板,構(gòu)成一個電容器,該電容器再跟汽車上的微電腦相連.如果副駕駛座上沒有人員乘坐,即使汽車發(fā)生碰撞事故,電腦根據(jù)電容器的電容情況,不允許安全氣囊打開,從而減少了氣囊維修與被更換的費用.那么副駕駛座上有人員乘坐時與沒有人員乘坐時相比,下列說法正確的是(A)A.電容器的電容變大B.電容器的電容變小C.電容器的電容不變D.因人而異,乘員是成人時,電容器的電容變大,乘員是小孩時,電容器的電容變小解析:當有人坐上后,相當于電容器內(nèi)部的介電常數(shù)增加,故電容值增大,故選項A正確.3.(濰坊聯(lián)考)如圖所示,把一個帶電小球A固定在光滑水平的絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給小球B一個垂直AB連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運動,則下列說法中正確的是(D)A.若A、B帶同種電荷,B球一定做速度減小的曲線運動B.若A、B帶同種電荷,B球一定做加速度增大的曲線運動C.若A、B帶同種電荷,B球一定向電勢較低處運動D.若A、B帶異種電荷,B球可能做速度和加速度大小都不變的曲線運動解析:若A、B帶同種電荷,B球受到庫侖斥力作用,一定做速度增大加速度減小的曲線運動,選項A、B錯誤;若B球帶負電,則B球向電勢較高處運動,選項C錯誤;若A、B帶異種電荷,B球可能繞A球做勻速圓周運動,即做速度和加速度大小都不變的曲線運動,選項D正確.4.如圖所示,在A板附近有一電子由靜止開始向B板運動,則關(guān)于電子到達B板時的速率,下列解釋正確的是(C)A.兩板間距越大,加速的時間就越長,則獲得的速率越大B.兩板間距越小,加速度就越大,則獲得的速率越大C.與兩板間的距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)D.以上解釋都不正確解析:設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e,兩板間距為d,則12eUmd·解得t=d2meU即t∝d,又eU=12mv25.(吉林市質(zhì)檢)如圖所示,A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后,沿水平方向射入水平放置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最終打在熒光屏P上,關(guān)于電子的運動,則下列說法中正確的是(D)A.當滑動觸頭向右移動時,其他不變,則電子打在熒光屏上的位置上升B.當滑動觸頭向左移動時,其他不變,則電子打在熒光屏上的位置下降C.水平金屬板電壓U增大時,其他不變,則電子打在熒光屏上的速度大小不變D.水平金屬板電壓U增大時,其他不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變解析:當滑動觸頭向右移動時,其他不變,加速電壓增大,電子進入水平放置的兩平行金屬板間的速度增大,在水平放置的兩平行金屬板間運動時間縮短,偏轉(zhuǎn)減小,則電子打在熒光屏上的位置下降,選項A錯誤;當滑動觸頭向左移動時,其他不變,加速電壓減小,電子進入水平放置的兩平行金屬板間的速度減小,在水平放置的兩平行金屬板間運動時間增大,偏轉(zhuǎn)增大,則電子打在熒光屏上的位置上升,選項B錯誤;水平金屬板電壓U增大時,其他不變,靜電力做功增大,則電子打在熒光屏上的速度增大,選項C錯誤;水平金屬板電壓U增大時,其他不變,電子進入水平放置的兩平行金屬板間的速度不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變,選項D正確.6.(陜西寶雞第二次質(zhì)檢)如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離后(A)A.P點的電勢將降低B.帶電油滴的電勢能將減少C.帶電油滴將沿豎直方向向上運動D.電容器的電容減小,則極板帶電荷量將增大解析:將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離后,d增大,兩極板之間電場強度減小,P點的電勢將降低,帶電油滴所受靜電力減小,帶電油滴將沿豎直方向向下運動,選項A正確,C錯誤;由于帶電油滴帶負電,P點的電勢降低,帶電油滴的電勢能將增大,選項B錯誤;將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離后,d增大,電容器的電容減小,電壓不變,由C=Q/U可知極板帶電荷量將減少,選項D錯誤.二、不定項選擇題7.(深圳第一次調(diào)研)如圖所示,當平行板電容器C充電后把開關(guān)S斷開.設(shè)電容器電壓為U,電荷量為Q.現(xiàn)只將電容器兩板的正對面積減小,則(BC)A.Q變大 B.Q不變 C.U變大 D.U變小解析:平行板電容器C充電后把開關(guān)S斷開,帶電荷量Q不變,選項B正確,A錯誤;現(xiàn)只將電容器兩板的正對面積減小,電壓U變大,選項C正確,D錯誤.8.(溫州模擬)如圖所示,光滑的水平軌道AB,與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點,AB水平軌道部分存在水平向右的勻強電場,半圓形軌道在豎直平面內(nèi),B為最低點,D為最高點.一質(zhì)量為m帶正電的小球從距B點x的位置在靜電力的作用下由靜止開始沿AB向右運動,恰能通過最高點,則(ACD)A.R越大,x越大B.R越大,小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力越大C.m越大,x越大D.m與R同時增大,靜電力做功增大解析:小球在BCD部分做圓周運動,在D點由圓周運動向心力公式有:mg=mvD2R,小球由B到D的過程中由動能定理有:-2mgR=12mvD2-12mvB2,得:vB=5gR,知R越大,B點速度越大,則x越大,選項A正確;在B點有:FN-mg=mvB9.平行板電容器兩板間的電壓為U,板間距離為d,一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從該電容器的正中央沿與勻強電場的電場線垂直的方向射入,不計重力.當粒子的入射初速度為v0時,它恰好能穿過電場而不碰到金屬板.現(xiàn)在使該粒子以v0/2的初速度以同樣的方式射入電場,下列情況正確的是(AC)A.該粒子將碰到金屬板而不能飛出B.該粒子仍將飛出金屬板,在金屬板內(nèi)的運動時間將變?yōu)樵瓉淼?倍C.該粒子動能的增量將不變D.該粒子動能的增量將變大解析:設(shè)平行板的長度為L,粒子以v02的初速度射入電場,沿平行板方向的分位移x=v02t<L,粒子不能飛出金屬板,故選項A對,B錯.粒子垂直于平行板方向的分位移y=d2,由動能定理可知ΔEk=qEd2=三、非選擇題10.(北京市海淀區(qū)高三第一學期期末)在真空中水平放置平行板電容器,兩極板間有一個帶電油滴,電容器兩板間距為d,當平行板電容器的電壓為U0時,油滴保持靜止狀態(tài),如圖所示.當給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1,油滴開始向上運動;經(jīng)時間Δt后,電容器突然放電使其電壓減少ΔU2,又經(jīng)過時間Δt,油滴恰好回到原來位置.假設(shè)油滴在運動過程中沒有失去電荷,充電和放電的過程均很短暫,這段時間內(nèi)油滴的位移可忽略不計.重力加速度為g.試求:(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比;(2)第一個Δt與第二個Δt時間內(nèi)油滴運動的加速度大小之比;(3)ΔU1與ΔU2之比.解析:(1)設(shè)油滴質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,油滴靜止時,有mg=qU0d,則qm(2)設(shè)第一個Δt內(nèi)油滴的位移為x1,加速度大小為a1,第二個Δt內(nèi)油滴的位移為x2,加速度大小為a2,則x1=12a1Δt2,x2=v1Δt-12a2Δt且v1=a1Δt,x2=-x1,解得a1∶a2=1∶3.(3)油滴向上加速運動時,有qU0+Δ即qΔU1d油滴向上減速運動時,有mg-qU0+Δ即qΔU1-ΔU2d解得ΔU1Δ答案:(1)dgU0(2)1∶3(3)111.(浙江名校聯(lián)考)真空室中有如圖所示的裝置.電極K發(fā)出的電子(初速度不計)經(jīng)過加速電場后,由小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N間的中心軸線OO'射入.M、N板長為L,兩極板間加有恒定電壓,它們間的電場可看作勻強電場.偏轉(zhuǎn)極板右端邊緣到熒光屏P的距離為s.當加速電壓為U1時,電子恰好打在N板中央的A點;當加速電壓為U2時,電子打在熒光屏的B點.已知A、B點到中心軸線OO'的距離相等.求U1∶U2.解析:設(shè)電子電荷量為e、質(zhì)量為m.由題意,電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動.當