2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)重要題型名師精講之靜電場(chǎng)第3講電容帶電粒子答案電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第 3 講 電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) I、隨堂檢測(cè)演練| 1如圖 6 3- 14 所示，電子由靜止開始從 A 板向 B 板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá) B 極板時(shí)速度為 v，保持兩板間電壓 不變，則（ ） A 當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v 也增大 B 當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v 增大 C 當(dāng)改變兩板間距離時(shí)， v 不變 D 當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也增大 解析：電子從靜止開始運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，從 A 運(yùn)動(dòng)到 B 動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功因?yàn)楸３?兩個(gè)極板間的電勢(shì)差不變，所以末速度不變，平均速度不變，而位移如果增加的話，時(shí)間變長. 答案：CD 2平行板電容器的兩極板 A、B 接于電池兩極，一帶

2、正電小球懸掛在電容器內(nèi)部閉合開關(guān) S,電容器充 電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為 0,如圖 6 3 15 所示，則（ ） 圖 6 3 15 A 保持開關(guān) S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0增大 B .保持開關(guān) S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0不變 C 開關(guān) S 斷開，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0增大 D 開關(guān) S 斷開，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則0不變 解析：懸線偏離豎直方向的夾角 0的大小由帶電小球受的電場(chǎng)力和重力兩因素決定因重力不變，故電 場(chǎng)力增大時(shí)0就增大在保持開關(guān) S 閉合，即保持電容器兩極板間電壓 U 不變由于 A、B 板靠近，d 變小，極板

3、間電場(chǎng)強(qiáng)度 E =號(hào)就增大，因而帶電小球受電場(chǎng)力 F = qE = 口書增大，則0增大；若斷開開關(guān) S, rS Q 即表明電容器極板上的電荷量 Q 不變.當(dāng) A、B 板靠近后，電容器的電容 C= 4 *d 將增大，根據(jù) U = C, 電容器兩板間電壓 U 減小.電容器兩板間的場(chǎng)強(qiáng) E =嚴(yán)有無變化呢？把上述各關(guān)系代入， 得 E = U =3.= d d Cd 4 n0）不同，有的粒子將在電場(chǎng)中直接通過 y 軸，有的將穿出電場(chǎng)后再通過 y 軸.設(shè)粒子通過 y 軸時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為 h，從 P 到 y 軸所需的時(shí) 間為 t,則（ ） A 由題設(shè)條件可以判斷出粒子的帶電性質(zhì) B .對(duì) h d 的

4、粒子，h越大，t 越大 C. 對(duì) h2mg2t2.選項(xiàng) A、C、D 錯(cuò)誤. 答案：ACD 9 如圖 6 3 26 所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平線間夾角 0= 30 斜向右上方，電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，質(zhì)量為 m 的 小球帶負(fù)電，以初速度 V0開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場(chǎng)方向一致. （1）若小球的帶電荷量為 q= mg/E,為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 應(yīng)對(duì)小球施加的恒力 F1的大小和方向各 如何？ 若小球的帶電荷量為 q= 2mg/E，為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)小球施加的最小恒力 F2的大小和方向 各如何？ 解析：（1）如圖甲所示，欲使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必使其合外力為 =mg+ qEsi n 30 解之得

5、a= 60 F1 = Q3mg. 0，所以 F1cos a= qEcos 30 , F 1sin a 圖 6 3 （2）為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，則小球受的合力必和運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，故要求力F2和 mg 的合力和電 場(chǎng)力在一條直線上，故 F2= mgsin 60 丄mg，方向如圖乙所示，斜向左上 60 答案：(1) ；3mg 與水平線夾 60。角斜向右上方 mg與水平線夾 60。角斜向左上方 10如圖 6-3-27 所示，M、N 為兩塊水平放置的平行金屬板，板長為 I，兩板間的距離也為 I，板間電壓 恒定今有一帶電粒子 (重力不計(jì))以一定的初速度沿兩板正中間垂直進(jìn)入電場(chǎng)，最后打在距兩平行板右

6、端距離為 I的豎直屏上粒子落點(diǎn)距 O 點(diǎn)的距離為 2.若大量的上述粒子(與原來的初速度一樣，并忽略粒 子間相互作用)從 MN板間不同位置垂直進(jìn)入電場(chǎng)試求這些粒子打到豎直屏上的范圍并在圖中畫出. 1 + P J N n t - -1- 圖 6 3 27 解析：設(shè)粒子質(zhì)量為 m,帶電荷量為 q,初速度為 V0, 1 O Vy at I V0t = l, y= 2at2, tan 0= &=匚,y+ ltan 0= , 1 l2 al l 2 所以 2a0+l = 2，3al=v2 由題意可分析出大量粒子垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后情況，如上圖甲、乙所示其范圍是 1 v2 l2 1 5 1 和 V0=

7、 6l，范圍是 6l. 答案：5l圖略 11.在光滑絕緣的水平面上， 用長為 2L 的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的帶電小球 A 和 B.A 球的帶電荷 量為+ 2q, B 球的帶電荷量為一 3q,組成一帶電系統(tǒng).如圖 6 3 28 所示，虛線 MP 為 AB 兩球連線的 垂直平分線，虛線 NQ與 MP 平行且相距為 4L.最初 A 球和 B 球分別靜止于虛線 MP 的兩側(cè)，距 MP 的 距離均為 L,且 A 球距虛線 NQ 的距離為 3L.若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在虛線 MP、NQ 間加 上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) E 后，求： (1) B 球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，A 球與 B 球組成的帶電系統(tǒng)

8、的速度大小. (2) 帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)所需的時(shí)間以及 B 球電勢(shì)能的變化量.l y淇中 圖 6 3 28 對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球 A 能達(dá)到 NQ,且 A 球到達(dá) NQ 時(shí)電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為 Wi,有 Wi = 2qE X 3L + ( 3qE X 2L) = 0,故帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球 A 恰好到達(dá) NQ vi tl,貝y t1 =，解得：t1 = a i 顯然，B 球進(jìn)入電場(chǎng)后帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)設(shè)減速所需時(shí)間為 qE 可知，帶電系統(tǒng)從靜止運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)所需的時(shí)間為: t = ti +12= 3 .mr，B 球電勢(shì)能增加了： Ep= E 3q 2L = 6EqL 答案： 2qEL m 6EqL qE 解析：帶電系統(tǒng)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)加速度為 刁，由牛頓第二定