（人教版2019）2021年新高二物理暑假講義-第十六講 第十章 靜電場(chǎng)的能量單元復(fù)習(xí)

【暑假輔導(dǎo)班】2021年新高二物理暑假精品課程(人教版2019)

第十六講第十章靜電場(chǎng)的能量單元復(fù)習(xí)

【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】

一、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能

1.電場(chǎng)力做功

(1)特點(diǎn)：靜電力做功與實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān).

(2)計(jì)算方法

①W=qEd,只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中“為沿電場(chǎng)方向的距離.

②WAB=qUAB，適用于任何電場(chǎng).

2.電勢(shì)能

(1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功.

(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即抽8=EpA—Eps=一△%.

(3)電勢(shì)能具有相對(duì)性.

二、電勢(shì)、等勢(shì)面

1.電勢(shì)

(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值.(2)定義式：夕=今.

(3)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因零電勢(shì)點(diǎn)的選取不同而不同.

2.等勢(shì)面

(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面.

(2)特點(diǎn)

①在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功.

②等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直.

③電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面.

④等差等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(等差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)線越密).

三、電勢(shì)差

1.定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功W八B與移動(dòng)的電荷的電量g的比

值.

2.定義式：UAB=學(xué).

3.電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB=(PA-(PB，UAH=~UHA.

4.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

勻強(qiáng)電場(chǎng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積，即UAB=E&

【重要考點(diǎn)歸納】

1.比較電勢(shì)高低的方法

(1)根據(jù)電場(chǎng)線方向：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低.

(2)根據(jù)UAB=QA一夕8：若UAB>0,則的>08，若UAB<0,則9A<9B.

(3)根據(jù)場(chǎng)源電荷：取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正

電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低.

2.電勢(shì)能大小的比較方法

(1)做功判斷法

電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加(與其他力做功無(wú)關(guān)).

(2)電荷電勢(shì)法

正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大.

3.幾種常見(jiàn)的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面比較

電場(chǎng)等勢(shì)面(實(shí)線)圖樣重要描述

電場(chǎng)等方勢(shì)面

勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平面

電J楚蚤等勢(shì)面

點(diǎn)電荷的

以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面

電場(chǎng)

?、

等量異種X、、i,

建.

點(diǎn)電荷的連線的中垂線上的電勢(shì)為零

海i

電場(chǎng)

等量同種

連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線

正點(diǎn)電荷

上，中點(diǎn)電勢(shì)最高

的電場(chǎng)

4.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中。=及/,即在沿電場(chǎng)線方向上，U8”.推論如下:

(1)如圖甲，C點(diǎn)為線段A8的中點(diǎn)，則有加=儀乎.

(2)如圖乙，AB//CD,且A8=C￡>,則

5.E-X和(p-x圖象的處理方法

1.E-x圖象

(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律.

(2)￡>0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向；E<0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向.

(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判

定.

2.9—x圖象

(1)描述了電勢(shì)隨位移變化的規(guī)律.

(2)根據(jù)電勢(shì)的高低可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是沿x軸正方向還是負(fù)方向.

(3)斜率的大小表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，斜率為零處場(chǎng)強(qiáng)為零.

電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

一、電容器、電容

1.電容器

(1)組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成.

(2)帶電量：一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值.

(3)電容器的充、放電

充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能.

放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.

2.電容

(1)定義式：C=￡.

(2)單位：法拉(F),1F=106gF=1012pF.

3.平行板電容器

(1)影響因素：平行板電容器的電容與正對(duì)面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩極板間距離成

反比.

(2)決定式：，左為靜電力常量.

特別提醒：C=笈或C=^)適用于任何電容器，但C=篇僅適用于平行板電容器.

二、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.加速問(wèn)題

⑴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W=qEd=qU-gm%

2

(2)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：W=qU=^mv-^mv(i.

2.偏轉(zhuǎn)問(wèn)題

(1)條件分析：不計(jì)重力的帶電粒子以速度vo垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng).

(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng).

(3)處理方法：利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解.

①沿初速度方向：做勻速運(yùn)動(dòng).

②沿電場(chǎng)方向：做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng).

特別提示：帶電粒子在電場(chǎng)中的重力問(wèn)題

(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并

不忽略質(zhì)量).

(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.

【重要考點(diǎn)歸納】

平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

(1)保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間電壓不變.

(2)充電后斷開(kāi)電源，則電容器所帶的電荷量不變.

帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

1.基本規(guī)律

設(shè)粒子帶電荷量為4,質(zhì)量為相，兩平行金屬板間的電壓為U,板長(zhǎng)為/,板間距離為或忽略重力影響),

則有

(2)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=±

⑶位移［耳=,，產(chǎn)5—緇

VA=VOqUt產(chǎn)tan-%儡

(4)速度Vymd'

Vy-Clt

2.兩個(gè)結(jié)論

(1)不同的帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后再?gòu)耐黄D(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的.

證明：由gUo=；加記及tan。=器與得tan

(2)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。為粒子水平位移的中點(diǎn)，即。到

電場(chǎng)邊緣的距離為今

【真題分項(xiàng)演練】

1.(2019?江蘇高考真題)如圖所示，A8C為等邊三角形，電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在4點(diǎn).先將一電荷

量也為+4的點(diǎn)電荷。從無(wú)窮遠(yuǎn)處(電勢(shì)為0)移到C點(diǎn)，此過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為-W.再將勒從C點(diǎn)沿

CB移到8點(diǎn)并固定.最后將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q2從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn).下列說(shuō)法正確的有

A

”/-----------------\

w

A.Qi移入之前，C點(diǎn)的電勢(shì)為一

q

B.Qi從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力做的功為0

C.Q2從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過(guò)程中，所受電場(chǎng)力做的功為2W

D.Q2在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為4W

【答案】ABD

【解析】

A.由題意可知，C點(diǎn)的電勢(shì)為

E

_P_W

(Pc-一=一

qq

故A正確；

B.由于8、C兩點(diǎn)到A點(diǎn)(+4)的距離相等，所以B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中,

電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功，總功為0,故B正確：

2W

C.由于B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以當(dāng)在B點(diǎn)固定2后，C點(diǎn)的電勢(shì)為彳,所以。2從無(wú)窮遠(yuǎn)移到c點(diǎn)過(guò)

程中，電場(chǎng)力做功為：

(2W、

W=qU=-2qx0--------=4W

Iq)

故C錯(cuò)誤；

2W

D.由于C點(diǎn)的電勢(shì)為——，所以電勢(shì)能為

q

Ep=-4W

故D正確.

2.(2019?全國(guó)高考真題)如圖，電荷量分別為q和-q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上，a.b

是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)，則()

:q

A.”點(diǎn)和8點(diǎn)的電勢(shì)相等

B.。點(diǎn)和6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等

C.a點(diǎn)和6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同

D.將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到〃點(diǎn)，電勢(shì)能增加

【答案】BC

【解析】

由幾何關(guān)系，可知人的電勢(shì)大于。的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；把負(fù)電荷從〃移到4電勢(shì)能減少，故D錯(cuò)誤；由

對(duì)稱性和電場(chǎng)的疊加原理，可得出“、力的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向都相同，故B、C正確。

3.（2019?全國(guó)高考真題）靜電場(chǎng)中，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下自M點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，N為粒子

運(yùn)動(dòng)軌跡上的另外一點(diǎn)，則

A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的速度大小可能先增大后減小

B.在M、N兩點(diǎn)間，粒子的軌跡一定與某條電場(chǎng)線重合

C.粒子在用點(diǎn)的電勢(shì)能不低于其在N點(diǎn)的電勢(shì)能

D.粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行

【答案】AC

【解析】

A.若電場(chǎng)中由同種電荷形成即由A點(diǎn)釋放負(fù)電荷，則先加速后減速，故A正確；

奮

B.若電場(chǎng)線為曲線，粒子軌跡不與電場(chǎng)線重合，故B錯(cuò)誤.

C.由于N點(diǎn)速度大于等于零，故N點(diǎn)動(dòng)能大于等于M點(diǎn)動(dòng)能，由能量守恒可知，N點(diǎn)電勢(shì)能小于等于M

點(diǎn)電勢(shì)能，故C正確

D.粒子可能做曲線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；

4.（2017?全國(guó)高考真題）在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)。與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離，?的關(guān)系如圖

所示.電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)〃、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別瓦、Eb、瓦和&，點(diǎn)。到點(diǎn)電荷的距離乃與點(diǎn)。的

電勢(shì)他已在圖中用坐標(biāo)（心,如）標(biāo)出，其余類推?現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由。點(diǎn)依次經(jīng)氏c點(diǎn)移動(dòng)到

d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功分別為也小廊，.和他小下列選項(xiàng)正確的是（）

246r/m

A.Ea：Eh=4：1B.Ec：Ed=2：1C.Wllh：川〃,=3：1D.Wi,e：W?/=l：3

【答案】AC

【解析】

由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式：￡=&烏，可得：紇：線=華挈=4:1,故A正確；由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式：E=k￡,

產(chǎn)12產(chǎn)

可得:EjEd=黑:黑=4:1,故B錯(cuò)誤:從。到上電場(chǎng)力做功為:Wab=qUah=qC（pa-（pb）-q（6-3）=3q,

36

從b到c電場(chǎng)力做功為：Whe=qUbc=q（（pb-（Pe）-q（3-2）-q,所以有：Wab：卬兒=3：1,故C正確；從c至Ijd

電場(chǎng)力做功為：Wc（i=qUc（rq（依?仰）-q（2-1）=q,所以W/〃、：Wc（r1：1,故D錯(cuò)誤.所以AC正確，BD

錯(cuò)誤.

二、單選題

5.（2019?江蘇高考真題）一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上，U0時(shí)刻，一帶電粒子以一定初速度水平射入該電

場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做功的功率為P,不計(jì)粒子重力，則尸Y關(guān)系圖象是

【答案】A

【解析】

由于帶電粒子在電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)力方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為戒，經(jīng)過(guò)時(shí)間f,電

m

場(chǎng)力方向速度為必t，功率為P=Fv=qEx值,所以P與f成正比，故A正確.

mm

6.（2019?天津高考真題）如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為〃?的帶電小球，以初速度。從Af

點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)N點(diǎn)時(shí)，速度大小為2。，方向與電場(chǎng)方向相反，則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程（）

------------------>E

-------------------------->

v八

A.動(dòng)能增加《B.機(jī)械能增加2加。2

2

3,

C.重力勢(shì)能增加二，如-D.電勢(shì)能增加2/加？

2

【答案】B

【解析】

11,

由動(dòng)能的表達(dá)式紇=5根丫一可知帶電小球在M點(diǎn)的動(dòng)能為E1M=-mv-,在N點(diǎn)的動(dòng)能為

13

*23

￡fcv=-m（2v）=2/w,所以動(dòng)能的增量為=5加總故A錯(cuò)誤：帶電小球在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，

豎直方向受重力做勻減速運(yùn)動(dòng)，水平方向受電場(chǎng)力做勻加速運(yùn)動(dòng)，山運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

vv=v=gt,vx=2v=at=-t,可得qE=2mg,豎直方向的位移〃=上1,水平方向的位移無(wú)二巴，=vt,

ym22

3

因此有x=2/z,對(duì)小球?qū)憚?dòng)能定理有夕打一儂%=6瓦=—加聯(lián)立上式可解得夕&=2加/,

mgh^nv1,因此電場(chǎng)力做正功，機(jī)械能增加，故機(jī)械能增加12根丫2,電勢(shì)能減少2〃?一,故B正確D錯(cuò)誤,

重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加量為,加/，故c錯(cuò)誤.

2

7.(2019?北京高考真題)如圖所示，〃、。兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷-Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外,

則

A.a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比6點(diǎn)大

B.6點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小

C.。點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高

D.I點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低

【答案】D

【解析】

由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式￡=上?確定各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小，由點(diǎn)電荷的等勢(shì)線是以點(diǎn)電荷為球心的球面和沿電場(chǎng)線

r

方向電勢(shì)逐漸降低確定各點(diǎn)的電勢(shì)的高低.

由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式七=女9可知，a、匕兩點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離相等，所以。、人兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相

r

等，故A錯(cuò)誤；由于c點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離比人點(diǎn)的大，所以〃點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小比c點(diǎn)的大，故B錯(cuò)誤；由

于點(diǎn)電荷的等勢(shì)線是以點(diǎn)電荷為球心的球面，所以a點(diǎn)與b點(diǎn)電勢(shì)相等，負(fù)電荷的電場(chǎng)線是從無(wú)窮遠(yuǎn)處指

向負(fù)點(diǎn)電荷，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以8點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低，故D正確.

8.(2019?浙江高考真題)用長(zhǎng)為1.4m的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為1.0x102kg,電荷量為2.0x10-8?

的小球，細(xì)線的上端固定于。點(diǎn).現(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)細(xì)線與鉛垂線成37。，如圖所示.現(xiàn)

向左拉小球使細(xì)線水平且拉直，靜止釋放，則(sin37°=0.6)

A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為3.75XKTN/C

B.平衡時(shí)細(xì)線的拉力為0.17N

C.經(jīng)過(guò)0.5s,小球的速度大小為6.25m/s

D.小球第一次通過(guò)O點(diǎn)正下方時(shí)，速度大小為7m/s

【答案】C

【解析】

AB.小球在平衡位置時(shí)，由受力分析可知：qE=mgtan37°,解得

E='。=3.75x10$N/C,細(xì)線的拉力：

2.0"x1叱0-8叱

T=T=-^―=10x10-X10/V=0.125A^1選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

cos37°0.8

C.小球向左被拉到細(xì)線水平且拉直的位置，釋放后將沿著電場(chǎng)力和重力的合力方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，其方向

與豎直方向成37。角，加速度大小為。=上=上三■m/s2=12.5m/s2,則經(jīng)過(guò)0.5s,小球的速度大小

m1.0x10

為v=at=6.25m/s,選項(xiàng)C正確；

D.小球從水平位置到最低點(diǎn)的過(guò)程中，若無(wú)能量損失，則由動(dòng)能定理：mgL+qEL^mv1,帶入數(shù)據(jù)解

得v=7m/s；因小球從水平位置先沿直線運(yùn)動(dòng)，然后當(dāng)細(xì)繩被拉直后做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)，在繩子被拉直

的瞬間有能量的損失，可知到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度小于7m/s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

9.（2019?浙江高考真題）質(zhì)子療法進(jìn)行治療，該療法用一定能量的質(zhì)子束照射腫瘤殺死癌細(xì)胞.現(xiàn)用一直

線加速器來(lái)加速質(zhì)子，使其從靜止開(kāi)始被加速到1.0X107m/S.已知加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1.3X105N/C,質(zhì)子的質(zhì)

量為1.67xl0-27kg,電荷量為1.6xlO19C,則下列說(shuō)法正確的是

A.加速過(guò)程中質(zhì)子電勢(shì)能增加

B.質(zhì)子所受到的電場(chǎng)力約為2X10FN

C.質(zhì)子加速需要的時(shí)間約為8xl0-6s

D.加速器加速的直線長(zhǎng)度約為4m

【答案】D

【解析】

A.加速過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子做正功，則質(zhì)子電勢(shì)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.質(zhì)子所受到的電場(chǎng)力約為F=Eq=1.3xl05xi.6xl（p9N=2xl（）r4N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤：

C.加速度a=t=°m/s2，1.2xl0”m/s2,則質(zhì)子加速需要的時(shí)間約為

m1.67x10-27

t=—=s=8.3xl0~7s>選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

a1.2xl013

D.加速器加速的直線長(zhǎng)度約為％”勁迫x8.3xl（T7ma4m，選項(xiàng)D正確.

22

10.（2008?天津高考真題）帶負(fù)電的粒子在某電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，能分別完成以下兩種運(yùn)動(dòng)：①在電

場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng)，②在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。該電場(chǎng)可能由

A.一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷形成

B.一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成

C.兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷形成

D.一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷與帶正電的無(wú)限大平板形成

【答案】A

【解析】

AB.負(fù)電荷在電場(chǎng)線上運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)線是直線；負(fù)電荷在等勢(shì)面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明等勢(shì)線是圓形

曲線，能滿足以上兩種情況的場(chǎng)源電荷可以是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，不可能是帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，所以A」E

確、B錯(cuò)誤；

C.兩個(gè)分立的帶等量正電的點(diǎn)電荷可以滿足以上條件，而兩個(gè)分立的帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷不能使負(fù)電荷完

成題中運(yùn)動(dòng)，所以c錯(cuò)誤；

D.題中情況的等勢(shì)線不能使負(fù)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。

故選A。

11.（2007.海南高考真題）一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)沿豎直方向.兩個(gè)比荷（即粒子的電荷

量與質(zhì)量之比）不同的帶正電的粒子。和〃，從電容器的尸點(diǎn)（如圖）以相同的水平速度射入兩平行板之

間.測(cè)得。和/，與電容極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1:2.若不計(jì)重力，則。和/，的比荷之

比是

題6圖

A.1:2B.1:8C.2:1D.4:1

【答案】D

【解析】

兩帶電粒子都做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，有X=l-/，垂直金屬板方向做初速度為零的勻加速直線

運(yùn)動(dòng)，有丁=,必2,電荷在電場(chǎng)中受的力為廣="，根據(jù)牛頓第二定律有尸=〃山，整理得幺=2竺

2mEx2

因?yàn)閮闪Ｗ釉谕浑妶?chǎng)中運(yùn)動(dòng)，E相同，初速度相同，側(cè)位移相同，所以比荷與水平位移的平方成反比.所

以比荷之比為4:1，D正確.

【易錯(cuò)提醒】表達(dá)式的整理過(guò)程易出現(xiàn)問(wèn)題.

【備考提示】帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)是高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容.

12.（2017?浙江高考真題）如圖所示，在豎直放置間距為d的平行板電容器中，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)

電場(chǎng).有一質(zhì)量為陽(yáng)，電荷量為+4的點(diǎn)電荷從兩極板正中間處?kù)o止釋放，重力加速度為g.則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)

到負(fù)極板的過(guò)程

A.加速度大小為。=這+8

m

dm

B.所需的時(shí)間為，=

Eq

C.下降的高度為y=~

D.電場(chǎng)力所做的功為W=Eqd

【答案】B

【解析】

點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的受力如圖所示,

點(diǎn)電荷所受的合外力為F=?qEY+（mg）

由牛頓第二定律得0_/ME）-+（癡故人錯(cuò).

Cl一

點(diǎn)電荷在水平方向的加速度為4=69/〃2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式d/2;ail/2,所以|二——,故B正確,

191fndmgd

點(diǎn)電荷在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以下降的高度y=^g廠=7：gxr=士，故c錯(cuò)誤;

2qE2qE

由功公式W=Eqd/2,故D錯(cuò)誤.

綜上所述本題答案是：B

【點(diǎn)睛】

由于電荷水平方向和豎直方向都受到力的作用，根據(jù)水平方向上的運(yùn)動(dòng)求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，再結(jié)合豎直方向上

自由落體運(yùn)動(dòng)求出下落的高度.

13.（2018?江蘇高考真題）如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)

將8板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴（）

?油滴

仍然保持靜止

豎直向下運(yùn)動(dòng)

向左下方運(yùn)動(dòng)

向右下方運(yùn)動(dòng)

【答案】D

【解析】

本題考查平行板電容器的電場(chǎng)及電荷受力運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，意在考查考生分析問(wèn)題的能力.兩極板平行時(shí)帶電

粒子處于平衡狀態(tài)，則重力等于電場(chǎng)力，當(dāng)下極板旋轉(zhuǎn)時(shí)，板間距離增大場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力小于重力；由

于電場(chǎng)線垂直于金屬板表面，所以電荷處的電場(chǎng)線如圖所示，所以重力與電場(chǎng)力的合力偏向右下方，故粒

子向右下方運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確.

點(diǎn)睛：本題以帶電粒子在平行板電容器電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題為背景考查平行板電容器的電場(chǎng)及電荷受力運(yùn)動(dòng)

的問(wèn)題，解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面相垂直的特點(diǎn)，8板右端向下，所以電場(chǎng)線發(fā)生彎曲，電

場(chǎng)力方向改變.

14.（2018?天津高考真題）如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線（方向未標(biāo)出），虛線是一帶負(fù)電的粒子

只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為0”、（pN,粒子在〃和N時(shí)加速度大小分別

為。的、aN,速度大小分別為與、咻，電勢(shì)能分別為gw、下列判斷正確的是

A.vM<vN,aM<aNB.vM<vN,（pM<（pN

C-9M<ON'EpM<EpND.ciM<aNiEPM<EPN

【答案】D

【解析】

試題分析：將粒子的運(yùn)動(dòng)分情況討論：從M運(yùn)動(dòng)到M從N運(yùn)動(dòng)到根據(jù)電場(chǎng)的性質(zhì)依次判斷；

電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，同一個(gè)粒子受到的電場(chǎng)力越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大，故有

aM<aN.若粒子從M運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)

力方向和速度方向如圖所示，故電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，即為>外，EpM<EpN,負(fù)電荷

在低電勢(shì)處電勢(shì)能大，故夕

若粒子從N運(yùn)動(dòng)到M,則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度

方向如圖所示，故電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，即為〉咻，EpM<負(fù)電荷在低電勢(shì)處電

考查了帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；本題的突破口是根據(jù)粒子做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力指向軌跡的內(nèi)

側(cè)，從而判斷出電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角關(guān)系，進(jìn)而判斷出電場(chǎng)力做功情況.

15.（2018?北京高考真題）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

【答案】A

【解析】

A、當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在6板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容器

帶電，故選項(xiàng)A正確；

B、根據(jù)電容器的決定式：。=一冬，將電容器。板向上平移，即正對(duì)面積S減小，則電容C減小，根據(jù)

4兀kd

可知，電量。不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)電容器的決定式：C=——,只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系數(shù)￡增大，則電容C增大，

4兀kd

根據(jù)C=,可知，電量。不變，則電壓U減小，則靜電計(jì)指針的張角減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)C=，可知，電量。增大，則電壓。也會(huì)增大，則電容C不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

點(diǎn)睛：本題是電容器動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有

什么關(guān)系.

16.（2018,浙江高考真題）一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)開(kāi)始以一%做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所

示，粒子在％時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，3fo時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，下列判斷正確的是

A.A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為夕B

B.A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系為EC>EB>EA

C.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能先增加后減少

D.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

【答案】C

【解析】

A、因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ拥碾娦?，所以無(wú)法判斷電勢(shì)的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

B、由速度圖像可知，加速度先增大后減小，所以B點(diǎn)的加速度最大，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，故B錯(cuò)誤;

C、山圖像可知：動(dòng)能先減小后增大，根據(jù)能量守恒可知：電勢(shì)能先增后減小，故C正確；

D、因?yàn)殡妱?shì)能先增大后減小，所以電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，故D錯(cuò)誤；

故選C.

【點(diǎn)睛】速度圖像的斜率大小表示加速度的大小，根據(jù)速度大小可知?jiǎng)幽艿淖兓?，根?jù)能量守恒可知電勢(shì)

能的變化.

17.（2017?江蘇高考真題）如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分別

位于0、尸點(diǎn)，由。點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，現(xiàn)將C板向右平移到P點(diǎn)，則由O點(diǎn)靜止

釋放的電子

.AB.C

OM

A.運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回

B.運(yùn)動(dòng)到P和P'點(diǎn)之間返回

C.運(yùn)動(dòng)到9點(diǎn)返回

D.穿過(guò)P點(diǎn)

【答案】A

【解析】

設(shè)4、8板間的電勢(shì)差為仇，B、C板間的電勢(shì)差為S,板間距為“，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,第一次由。點(diǎn)靜止釋

放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得：qUi=qUz=qEd,將C板向右移動(dòng)，B、C板間的電場(chǎng)強(qiáng)度

0_

后=生=與=——=釁，E不變，所以電子還是運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)速度減小為零，然后返回，故A正確;

d'd'￡S￡S

4itkd'

BCD錯(cuò)誤.

三、解答題

18.（2019?全國(guó)高考真題）空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，。、P是電場(chǎng)中的兩點(diǎn).從。點(diǎn)沿水平

方向以不同速度先后發(fā)射兩個(gè)質(zhì)量均為，〃的小球A、B.A不帶電，B的電荷量為q（q>0）.A從。點(diǎn)發(fā)射

時(shí)的速度大小為陽(yáng)，到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為，；8從。點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為；.重力加速度為g,求

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；

（2）B運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.

【答案】（1）￡=—;（2）線=2皿說(shuō)+g、2）

q

【解析】

（1）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給條件，有

mg+qE-mc^）

卜夕義產(chǎn)②

解得

E=迪③

q

（2）設(shè)B從。點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度為也，到達(dá)。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為反，。、。兩點(diǎn)的高度差為兒根據(jù)動(dòng)能定理有

Ek一;mv；=mgh+qEh④

且有

H；=%，⑤

/?=；gr⑥

聯(lián)立③④⑤⑥式得

線=2限6+g%2）⑦

19.（2019?全國(guó)高考真題）如圖，兩金屬板P、。水平放置，間距為乩兩金屬板正中間有一水平放置的金

屬網(wǎng)G,PQG的尺寸相同。G接地，P、Q的電勢(shì)均為。（,>0）。質(zhì)量為機(jī)，電荷量為g（q>0）的粒子

自G的左端上方距離G為/?的位置，以速度w平行于紙面水平射入電場(chǎng)，重力忽略不計(jì)。

（1）求粒子第一次穿過(guò)G時(shí)的動(dòng)能，以及它從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大??；

（2）若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開(kāi)電場(chǎng)，則金屬板的長(zhǎng)度最短應(yīng)為多少？

］吐—;

Q

【答案】(I)E,T*于M/=%mdh

(2)L=2v0

q。

【解析】

（1）PG、QG間場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E,粒子在PG間所受電場(chǎng)力尸的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大

小為a,有

八善①

F=qE=ma?

設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek,由動(dòng)能定理有

設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用時(shí)間為7,粒子在水平方向的位移為/,則有

h=—at2?

2

l=vot@

聯(lián)立①②③④⑤式解得

/.=%J\—mdh■g⑦

Vq(p

(2)設(shè)粒子穿過(guò)G一次就從電場(chǎng)的右側(cè)飛出，則金屬板的長(zhǎng)度最短，由對(duì)?稱性知，此時(shí)金屬板的長(zhǎng)度L為

,2c\tndh小

L=2l=2Vo-----⑧

vq9

20.(2017?全國(guó)高考真題)如圖，兩水平面(虛線)之間的距離為”，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻

強(qiáng)電場(chǎng).自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量為機(jī)、電荷量分別為g和-q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初

速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出.小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi).已知N離開(kāi)

電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下；M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能的1.5

倍.不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g.求

I

左7右

__________________Y___

(1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比;

(2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度；

(3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小.

【答案】(1)3：1；(2)—；(3)XI邂

32g

【解析】

(1)設(shè)帶電小球用、N拋出的初速度均為vo,則它們進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的水平速度仍為國(guó)；M、N在電場(chǎng)中的運(yùn)

動(dòng)時(shí)間/相等，電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向，大小均為。，在電場(chǎng)中沿水平方向的位移分別為Si

和S2：由運(yùn)動(dòng)公式可得：

v（r-a/=O

12

S]——VgZ+—at

12

S2=VOf~~at

聯(lián)立解得：S|：$2=3：l

（2）設(shè)A點(diǎn)距離電場(chǎng)上邊界的高度為h,小球下落h時(shí)在豎直方向的分速度為力，則;

彳=2gh

u1，

H=vyt+-gr

因?yàn)槔陔妶?chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則

VvH

解得/尸!”

3

（3）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為￡小球M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng)，則或，。=效

vvmgm

設(shè)M、N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能分別為EH、a2,由動(dòng)能定理：

昂=g皿4+V；）+mgH+qES]

42=g制說(shuō)+學(xué)）+，〃gH-qEs2

由已知條件：Eki=1.5Ek2

聯(lián)立解得:

【分類過(guò)關(guān)檢測(cè)】

一、單選題

I.如圖所示，有一帶電粒子（不計(jì)重力）貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為Ui時(shí)，帶電

粒子恰沿①軌跡從B板邊緣飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為5時(shí)，帶電粒子沿②軌跡落到B板正中間；設(shè)粒子兩次射

入電場(chǎng)的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為（）

日②'叭

A.t/,：t/2=l：lB,4：&=上4

c,■：&=上2D.Ut：U2=1:8

【答案】B

【解析】

粒子做平拋運(yùn)動(dòng)

qU

md

L

t=—

%

解得

2md

ql?

解得

4=任丫」

瓦=4

故選B,

2.兩電荷量分別為qi和儀的點(diǎn)電荷固定在x軸上的0、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)9隨x變化的關(guān)

系如圖所示，其中C為段電勢(shì)最低的點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.切、0為等量異種電荷

B.N、C兩點(diǎn)間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C.N、力兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大

D.將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到。點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小

【答案】c

【解析】

A.根據(jù)小左側(cè)和0右側(cè)電勢(shì)隨距離增大而降低可判斷兩者均為正電荷，故A錯(cuò)誤；

B.N、C間的電場(chǎng)方向沿x軸正方向，C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0,故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)N-D間圖線的斜率大小先減小后增大可知，場(chǎng)強(qiáng)先減小到零后反向增大，故C正確；

D.正電荷從N移到由Ep=qp知，電勢(shì)能先減小后增大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.關(guān)于電容器，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電容器所帶的電荷量為兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值之和

B.電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的容器，只有帶電的容器才稱為電容器

C.某電容器所帶電荷量越多，兩極板間的電勢(shì)差就越小

D.電容器的電容跟它是否帶電無(wú)關(guān)

【答案】D

【解析】

A.電容器所帶的電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，故A錯(cuò)誤；

B.電容器是任何兩個(gè)彼此絕緣面又相距很近的導(dǎo)體組成的能夠儲(chǔ)存電荷和電能的裝置，與是否帶電無(wú)關(guān)，

故B錯(cuò)誤；

C.由

u=Q

C

可知電容器所帶電荷量越多，兩極板間的電勢(shì)差就越大，故C錯(cuò)誤；

D.電容由電容器本身決定，與是否帶電無(wú)關(guān)，故D正確。

故選D。

4.在如圖所示的電路中，與、R?為滑動(dòng)變阻器，&為定值電阻，A、3為兩水平放置的平行金屬板。一

質(zhì)量為加的帶電微粒由平行金屬板最左端正中央的“點(diǎn)以水平向右的初速度均射入平行金屬板，微粒沿圖

中所示的軌跡落在金屬板5上的N點(diǎn)。假設(shè)微粒的重力可忽略不計(jì)，電源電壓恒定，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

()

B.如果僅將滑動(dòng)變阻器&的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)，微粒可能從金屬板的右側(cè)離開(kāi)

C.如果僅將滑動(dòng)變阻器與的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)，微粒將落在金屬板8上的N點(diǎn)的左側(cè)

D.如果僅將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，微粒將落在極板A上

【答案】B

【解析】

A.由題圖可知A板的電勢(shì)低于5板的電勢(shì)，兩板間電場(chǎng)方向向上，而微粒在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所受的電場(chǎng)

力方向向下，可知該微粒帶負(fù)電，故A正確，與題意不符；

B.電路穩(wěn)定時(shí)沒(méi)有電流流過(guò)尺2,改變&的阻值，不改變A、B間的電壓，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，微粒所

受的電場(chǎng)力不變，所以微粒的運(yùn)動(dòng)情況不變，仍落在N點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，與題意相符；

C.設(shè)平行金屬板A、5間的電壓為U,微粒在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻

速直線運(yùn)動(dòng)，則豎直方向有

1qU2

y=-1at2=-----1

"22md

水平方向有

聯(lián)立得

qUx2

y=~^~yr

如果將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R1接入電路中的電阻減小，電路中電流增大，舄兩

端的電壓增大，A、8間的電壓U增大，故微粒落在金屬板5上時(shí)運(yùn)動(dòng)的水平距離X減小，所以微粒落在

金屬板5上N點(diǎn)的左側(cè)，故C正確，與題意不符；

D.如果僅將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，則兩板間的電場(chǎng)方向向"微粒受到向上的電場(chǎng)力，則微粒將落在極板A

上，故D正確，與題意不符。

故選B。

5.三個(gè)帶有同種電荷的粒子。、b，c經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，以平行金屬板的速度射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，

如圖所示。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，三個(gè)粒子均離開(kāi)平行金屬板間。已知粒子。、b.c的質(zhì)量之比為1：2：4,所

帶的電荷量之比為I：1：2,且粒子b,。的重力以及所受的阻力均可忽略不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是

()

,9+,

%

O-*.......................-

6-

A.粒子a、b、c在平行金屬板之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2：1：1

B.粒子a、b、C離開(kāi)平行金屬板間瞬間的速度大小相等

C.粒子〃、b、C從同一位置離開(kāi)平行金屬板間

D.粒子b、。在平行金屬板間運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，動(dòng)能的變化量之比為1：2：4

【答案】C

【解析】

A.設(shè)加速電壓為■，偏轉(zhuǎn)電壓為。2,平行金屬板長(zhǎng)為乙，板間距離為根據(jù)動(dòng)能定理得

qu、=；相4一o

則粒子進(jìn)入平行金屬板間的初速度

%=修

Vm

由題意得粒子a、b、。的比荷之比為2：1：1,則初速度之比為垃：1：1

而粒子在平行金屬板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

L_

%

則時(shí)間之比為匯，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.粒子離開(kāi)平行金屬板間瞬間，在豎直方向上的分速度

mdv0

則粒子離開(kāi)平行金屬板間瞬間的速度

v=k/也+典三

Nm2md~Ui

因?yàn)榱Ｗ拥谋群刹煌?，則離開(kāi)瞬間速度的大小不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.偏轉(zhuǎn)位移

12qU,E

y=-ar=2

22md說(shuō)0

因?yàn)?/p>

則

UI?

y=—2—

-4U】d

顯然粒子的偏轉(zhuǎn)位移與粒子的電荷量和質(zhì)量無(wú)關(guān)，故粒子的偏轉(zhuǎn)位移相等，即粒子。、力、c從同一位置離

開(kāi)平行金屬板間，選項(xiàng)C正確；

D.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)粒子做功

W二必

d

因?yàn)椤?、d和y相同，電荷量之比為1：1：2,則電場(chǎng)力做功之比為1：1：2,動(dòng)能的變化量之比為1：1：

2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

6.用控制變量法可以研究影響平行板電容器電容的因素。如圖所示，設(shè)兩極板的正對(duì)面積為S,極板間的

距離為d,靜電計(jì)指針偏角為6。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若（）

A.保持S不變，增大d,則。變小B.保持S不變，增大d,則。不變

C.保持d不變，減小s,則。變大D.保持d不變，減小S,則。不變

【答案】C

【解析】

AB.根據(jù)電容的決定式。=呈7可知，電容與極板間的距離成反比，當(dāng)保持S不變，增大d時(shí)，電容減

4兀kd

小，而電容器的電荷量。不變，由電容的定義式。=卷可知，極板間電勢(shì)差增大，則靜電計(jì)指針的偏角。變

大，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤