高考物理课下限时集训 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动

高考物理课下限时集训 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 课下限时集训(时间：40 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分)1有三个质量相等，分别带有正电、负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度 v 先后垂直场强射入，分别落到下极板 A、B、C 处，如图 1 所示，则下列说法正确的有( )图 1A粒子 A 带正电，B 不带电， C 带负电B三个粒子在电场中运动时间相等C三个粒子在电场中运动的加速度 种微粒，水平速度相同，水平位移 xAxB tAtB 项错误，三种微粒竖直位移相等，y A yBy C，由 y 三者沿电场方向的加速度 aCaB12项正确；由于三 2、者质量相等重力等大，可知 C 受电场力向下，带负电，A 受电场力向上，带正电，B 不带电，故 A 项正确；由 F三者所受合外力 B由动能定理可得，E 项错误。 2用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图 2)。 设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为。 实验中，极板所带电荷量不变，若 ()图 2A保持 S 不变，增大 d，则 变大B保持 S 不变，增大 d，则 变小C保持 d 不变，减小 S，则 变小D保持 d 不变，减小 S，则 不变解析：选 A保持 S 不变，增大 d，平行板电容器的电容减小，由于电容器的电荷量不变，由 Q以判断极板间电势差变大，静电计指针偏 3、角 变大，选项 A 正确， ；保持 d 不变，减小 S，电容器电容变小，由 Q以判断极板间电势差变大，选项 C、D 错误。 所示，E 为电源，R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两金属极板，对着话筒说话时，P 振动而 Q 可视为不动。 在 P、Q 间距增大过程中()图 3AP、Q 构成的电容器的电容增大BP 上电荷量保持不变CM 点的电势比 N 点的低DM 点的电势比 N 点的高解析：选 D由公式 C 可知，当 距增大时， C 减小，故 A 错误；由 C U 不变时，C 减小， Q 减小，即电容器放电， R 中的电流方向从 M 到 N，则 点，故 B、C 错误，D 正确。 4如图 4(a)所示，两平行 4、正对的金属板 A、B 间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两极的正中间 P 处。 若在 刻释放该粒子，粒子会时而向 A 板运动，时而向 B 板运动，并最终打在 A 板上。 则 能属于的时间段是()图 4A0 B. 4 DT B如果 释放，则粒子一直向 A 板运动；如果 释放，粒子在同一能达到 A 板。 由此符合题意的释放时刻应对应 B 项。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 几种混合带电粒子(重力不计 )，初速度为零，它们从同一位置经同一电压加速后，又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场，设粒子刚出偏转电场时就打在荧光屏上，且在荧光屏上只有一个光点，则到达荧光屏的 5、各种粒子( )A电荷量一定相等B质量一定相等C比荷一定相等D质量、电荷量都可能不等解析：选 D设粒子质量为 m，电荷量为 q，加速度电压为 转电压为 转极板长为 L，间距为 d，则 射出偏转电场时侧位移 y 12 20 12 12q、m 无关。 故 A、B 、C 错，D 正确。 2012合肥二模)如图 5 所示， A、B 为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关 板中央各有一个小孔 a 和 b，在 a 孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达 b 孔时速度恰为零，然后返回。 现要使带电质点能穿出 b 孔，可行的方法是( )图 5A保持 S 闭合，将 A 板适当上移B保持 S 闭合 6、，将 B 板适当下移C先断开 S，再将 A 板适当上移D先断开 S，再将 B 板适当下移解析：选 B若开关 S 闭合，两板间的电压 U 不变，根据动能定理可知，增大高度 h 即可使带电质点能穿出 b 孔，移动 A 板不能改变高度12h，B 板下移可增大 h，故选项 A 错误，选项 B 正确；若断开开关 S，两板的电荷量不变，电场强度不变，由初始情况可知电场力大于重力，因而无论 A 板上移还是 B 板下移，电场力做功均要大于重力做功，带电质点不可能穿过 b 孔，选项 C、D 错误。 7一个质量为 m、电荷量为 q 的小球以初速度 平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图 6 所示的无电场区 7、域和有理想上下边界的匀强电场区域，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区域水平方向无限长，已知每一电场区域的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 小球在水平方向上一直做匀速直线运动B若场强大小等于 ，则小球经过每一电场区域的时间均相同场强大小等于 ，则小球经过每一无电场区域的时间均相同2论场强大小如何，小球通过所有无电场区域的时间均相同解析：选 球在水平方向上不受外力，故小球在水平方向上一直做匀速直线运动，A 正确；若场强大小等于 ，则当小球经过无电场区域时在竖直方向上做加速运动，时间是减小的，B 错误；若场强大小等于，根据对 8、称性可判断小球经过每一无电场区域的时间均相同，C 正确，D 错误。 22013山东济宁期末测试) 如图 7 所示，两个等量同种点电荷分别固定于 A、B 两点。 一个带电粒子从 C 点由静止释放，仅受电场力作用，沿着 垂线运动到 D 点(C、D 是关于 称的两点，图中未标出其具体位置)。 图 8 中关于粒子运动的 vt 图象可能正确的是( )图 7图 8解析：选 据等量同种点电荷中垂线上电势相等的特点，可知 C、D 两点的电势相等，由功能关系可得，带电粒子在 C、D 两点速度均为零，根据等量同种点电荷中垂线上场强的特点可知，场强可能是先减小后增大，也可能是先增大后减小，所以带电粒子的加速度可能是先减小 9、后增大，也可能是先增大后减小。 vt 图线的斜率表示的是物体做直线运动的加速度，所以 C、D 正确。 9(2012吉林长春十一中测试) 如图 9 所示，A、B 两块平行金属板水平放置，A、B 间光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。 虚线 两极板等距。 一个质量为 m、电荷量为 q 的粒子沿 线从左向右以初速度 入电场，它从电场右边缘某处飞出电场时的速度方向与虚线 夹角为 45(图中未画出)。 则在带电粒子穿越电场过程中( )图 9A电场力对粒子所做的功为 场力对粒子所做的功为场力对粒子所做的功为 0D电场力对粒子所做的功为 C由题意知粒子从电场右边缘射出时的速度 v 据动能定5 2理可知电场力对粒 10、子所做的功 WE k C 正确，D 错误；粒子射出12 12 20 12 20电场时，初、末位置的电势差 U ，所以 W ，A、B 错误。 U2 选择题(本题共 2 小题，共 46 分)10(20 分)(2013福建六校联考)如图 10 所示，一带电粒子以速度 上板边缘垂直于电场线射入匀强电场，它刚好贴着下板边缘飞出。 已知匀强电场两极板长为 l，间距为d，求：图 10(1)如果带电粒子的速度为 2离开电场时，沿场强方向偏转的距离 y 为多少。 (2)如果带电粒子的速度变为 2长 l 不变，当它的竖直位移仍为 d 时，它的水平位移 s 为多少。 (粒子的重力忽略不计 )解析：(1)因为带电粒子在电场中 11、运动，受到的电场力与速度无关，所以 a 是一定的由 lv 0 2l2v 0t得 y 2 d。 12 1224(2)如图所示：将速度反向延长交上板的中点，由相似三角形得 ，s 2sls案：(1) (2)26 分)(2012大纲全国卷)如图 11，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于 O 点。 现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为Q 和Q，此时悬线与竖直方向的夹角为。 再给电容器缓慢充电，直到悬6线和竖直方向的夹角增加到 ，且小球与两极板不接触。 求第二次充电使电容器正极板增加3的电荷量。 图 11解析：设电容器电容为 C。 第一次充电后两极板之间的电压为U。 按题意，当小球偏转角 1 时，小球处于平衡状态。 设小球质量为 m，所带电荷量为6q，则有11式中 立式得1 Q，此时小球偏转角 2 ，则32 qQ Q式得12 Q。