（通用版）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第3節(jié) 課時(shí)提能練22 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

課時(shí)提能練(二十二)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(限時(shí)：40分鐘)a級(jí)跨越本科線1.兩個(gè)較大的平行金屬板a、b相距為d，分別接在電壓為u的電源正、負(fù)極上，這時(shí)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖7314所示在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開(kāi)一些，那么在錯(cuò)開(kāi)的過(guò)程中()圖7314a油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向ab油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bc油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向ad油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bd電容器與電源相連，兩極板間電壓不變將兩極板非常緩慢地水平錯(cuò)開(kāi)一些，兩極板正對(duì)面積減小，而間距不變，由e可知，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的電場(chǎng)力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動(dòng)由c可知，電容減小，qcu，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計(jì)中的電流從a流向b，故d正確2(2016全國(guó)乙卷)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上若將云母介質(zhì)移出，則電容器()a極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大b極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大c極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變d極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變d平行板電容器電容的表達(dá)式為c，將極板間的云母介質(zhì)移出后，導(dǎo)致電容器的電容c變小由于極板間電壓不變，據(jù)qcu知，極板上的電荷量變小再考慮到極板間電場(chǎng)強(qiáng)度e，由于u、d不變，所以極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，選項(xiàng)d正確3(2017西安交大附中質(zhì)檢)某空間區(qū)域有豎直方向的電場(chǎng)(圖7315甲中只畫出了一條電場(chǎng)線)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，在電場(chǎng)中從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿電場(chǎng)線豎直向下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能e與物體位移x關(guān)系的圖象如圖乙所示，由此可以判斷()圖7315a物體所處的電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng)，且場(chǎng)強(qiáng)不斷減小，場(chǎng)強(qiáng)方向向上b物體所處的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向向下c物體可能先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)d物體一定做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度不斷減小a由于物體的機(jī)械能逐漸減小，因此電場(chǎng)力做負(fù)功，故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向上，再根據(jù)機(jī)械能的變化關(guān)系可知，克服電場(chǎng)力做功越來(lái)越少，電場(chǎng)強(qiáng)度不斷減小，故a正確、b錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知，物體受重力和電場(chǎng)力，且電場(chǎng)力逐漸減小，故加速度越來(lái)越大，c、d錯(cuò)誤4(多選)a、b、c三個(gè)粒子由同一點(diǎn)o垂直場(chǎng)強(qiáng)方向同時(shí)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖7316所示，其中b恰好飛出電場(chǎng)，不計(jì)重力，由此可以斷定()圖7316a在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上b進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小cb和c同時(shí)飛離電場(chǎng)d動(dòng)能的增量相比，a的最小，b和c的一樣大ab據(jù)題意，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間由偏轉(zhuǎn)位移決定，而a、b、c粒子的加速度相等，由yat2可得，tatbtc，選項(xiàng)a正確，c錯(cuò)誤；粒子在平行于極板方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)xvt可知，vavb0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，a、b為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)已知該粒子在a點(diǎn)的速度大小為v0，方向與電場(chǎng)方向的夾角為60；它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30.不計(jì)重力求a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492298】圖7321【解析】設(shè)帶電粒子在b點(diǎn)的速度大小為vb.粒子在垂直于電場(chǎng)方向的速度分量不變，即vbsin 30v0sin 60由此得vbv0設(shè)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為uab，由動(dòng)能定理有quabm(vv)聯(lián)立式得uab.【答案】b級(jí)名校必刷題10(2017長(zhǎng)春模擬)將一平行板電容器接到穩(wěn)壓電源上充電，待電容器穩(wěn)定后第一次保持電容器與電源相連，用外力緩慢將一極板沿電場(chǎng)方向向外移動(dòng)一段距離，這一過(guò)程中外力做功w1；第二次將電容器與電源斷開(kāi)，仍用外力緩慢將一極板沿電場(chǎng)方向向外移動(dòng)相同距離，這一過(guò)程中外力做功w2，則兩次相比()aw1w2bw1w2cw1w2d無(wú)法確定b第一次保持電容器與電源相連，電容器兩極板電壓不變，用外力緩慢將一極板沿電場(chǎng)方向向外移動(dòng)一段距離，在移動(dòng)過(guò)程中，兩極板之間的距離增大，由eu/d可知，兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小在移動(dòng)過(guò)程中，兩極板之間的距離增大，由平行板電容器的決定式可知電容c減小，由cq/u可知，極板帶電荷量q減小，所用外力fqe減小第二次充電后將電容器與電源斷開(kāi)，電容器極板帶電荷量q不變，兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度e不變，用外力緩慢將一極板沿電場(chǎng)方向向外移動(dòng)一段距離，在移動(dòng)過(guò)程中，所用外力fqe不變所以兩次相比，第二次做功多，即w1w2，選項(xiàng)b正確11(2017成都模擬)如圖7322所示，平行板電容器與一直流電源相連，兩極板水平放置，電容為c，開(kāi)始開(kāi)關(guān)閉合，電容器極板間電壓為u，兩極板間距為d.一電荷量大小為q的帶電油滴以初動(dòng)能ek從一平行板電容器的兩個(gè)極板中央水平射入(極板足夠長(zhǎng))，帶電油滴恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過(guò)電容器，則() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492299】圖7322a斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將上極板上移，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為ekuqb斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將上極板上移，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時(shí)的動(dòng)能為ekuqc閉合開(kāi)關(guān)，將上極板下移，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為ekuqd閉合開(kāi)關(guān)，將上極板下移，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時(shí)的動(dòng)能為ekuqd斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，兩板帶電量q一定，根據(jù)c，c，e可得e，即兩板間場(chǎng)強(qiáng)與兩板間距無(wú)關(guān)，故斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將上極板上移，帶電油滴仍將沿直線通過(guò)電容器，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合時(shí)油滴受重力和電場(chǎng)力平衡，有qemg，將上極板下移，則電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的倍，電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉?lái)的倍，則油滴所受的合力方向向上，可知帶電油滴向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理知，qemgekek，qemg，解得動(dòng)能ekekmgdekuq，故d正確，c錯(cuò)誤12.如圖7323所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)o，用一根長(zhǎng)度為l0.20 m的絕緣輕線把質(zhì)量m0.10 kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在o點(diǎn)，小球靜止在b點(diǎn)時(shí)輕線與豎直方向的夾角37.現(xiàn)將小球拉至位置a，使輕線水平張緊后由靜止釋放g取10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求：圖7323(1)小球所受電場(chǎng)力的大小；(2)小球通過(guò)最低點(diǎn)c時(shí)的速度大??；(3)小球通過(guò)最低點(diǎn)c時(shí)輕線對(duì)小球的拉力大小【解析】(1)小球受重力mg、電場(chǎng)力f和拉力ft，其靜止時(shí)受力如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有fmgtan 370.75 n.(2)設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，小球從水平位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mglflmv2解得v1.0 m/s.(3)設(shè)小球通過(guò)最低點(diǎn)c時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為ft根據(jù)牛頓第二定律有ftmgm解得ft1.5 n.【答案】(1)0.75 n(2)1.0 m/s(3)1.5 n13如圖7324所示，兩平行金屬板a、b長(zhǎng)l8 cm，兩板間距離d8 cm，a板比b板電勢(shì)高300 v，即uab300 v一帶正電的粒子電量為q1010 c，質(zhì)量為m1020 kg，從r點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v02106 m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面mn、ps間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在中心線上o點(diǎn)的點(diǎn)電荷q形成的電場(chǎng)區(qū)域(設(shè)界面ps右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響)已知兩界面mn、ps相距為l12 cm，粒子穿過(guò)界面ps后被點(diǎn)電荷q施加的電場(chǎng)力俘獲從而以o點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏ef上(靜電力常量k9109 nm2/c2，粒子重力不計(jì)，tan 37，tan 53)求：圖7324(1)粒子穿過(guò)界面mn時(shí)偏離中心線ro的距離h；(2)粒子穿過(guò)界面mn時(shí)的速度v；(3)粒子穿過(guò)界面ps時(shí)偏離中心線ro的距離y；(4)點(diǎn)電荷的電荷量q(該小題結(jié)果保留一位有效數(shù)字). 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：92492300】【解析】(1)設(shè)粒子在兩極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則：that2，a解得：h()20.03 m3 cm.(2)設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy，則：vyat解得：vy1.5106 m/s所以粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度為：v2.5106 m/s設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度方向