福建2014高三物理課時提能演練：電容器與電容 帶電粒子在電場中的運

1、2014屆高三物理（魯科版-福建）全程復(fù)習(xí)方略課時提能演練：6.3電容器與電容 帶電粒子在電場中的運動 (40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題9分，共72分.每小題只有一個選項正確)1.(2012·漳州模擬)豎直放置的平行板電容器的左極板上用絕緣線懸掛了一個帶電的小球，將平行金屬板按圖連接，小球平衡時線與極板的夾角為，現(xiàn)將電鍵S打開，小球再次達到平衡.則( )A.小球帶負電B.角變大C.角變?yōu)?°D.電容器帶電量減少2.水平放置的平行板電容器與一電池相連.在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大，則 ( )A.電容變大，質(zhì)點

2、向上運動B.電容變大，質(zhì)點向下運動C.電容變小，質(zhì)點保持靜止D.電容變小，質(zhì)點向下運動3.(2011·安徽高考)圖(a)為示波管的原理圖.如果在電極YY之間所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是( )4.(易錯題)如圖所示，一個帶電粒子從粒子源進入(初速度很小，可忽略不計)電壓為U1的加速電場，經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入，A、B板長為L，相距為d，電壓為U2.則帶電粒子能從A、B板間飛出應(yīng)該滿足的條件是( )A.B.C.D.5.(預(yù)測題)如圖所示，在絕緣光滑水平面上固定兩個等量同種電荷A、B

3、，在AB連線上的P點由靜止釋放一帶電滑塊，則滑塊會在A、B之間往復(fù)運動，則以下判斷正確的是( )A.滑塊一定帶的是與A、B異種的電荷B.滑塊在由P向B運動過程中，動能一定增大C.滑塊在由P向B運動過程中，電勢能一定是先減小后增大D.滑塊的動能與電勢能之和一定減小6. a、b、c三個粒子由同一點同時垂直場強方向進入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，由此得出的下列判斷錯誤的是 ( )A.在b飛離電場的同時，a剛好打在負極板上B.b和c同時飛離電場C.進入電場時，c的速度最大，a的速度最小D.動能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大7.(2012·莆田模擬)如圖所示，長為l、傾

4、角為的光滑絕緣斜面處于水平向右的勻強電場中，一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球以初速度v0由斜面底端的M點沿斜面上滑，到達斜面頂端N的速度仍為v0，則( )A.小球在N點的電勢能大于在M點的電勢能B.M、N兩點的電勢差為C.電場強度等于D.電場強度等于8.(易錯題)光滑水平面上有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中，電場方向與正方形一邊平行.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球由某一邊的中點，以垂直于該邊的水平初速度v0進入該正方形區(qū)域.當(dāng)小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能 ( )A.一定是0B.可能是qElC.一定是D.可能是qEl二、非選擇題(本大題共2小題，共28分，要有必

5、要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9.(創(chuàng)新題)(14分)如圖所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L、場強為E的勻強電場，在與右側(cè)虛線相距也為L處有一與電場平行的屏.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計)，以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中，v0方向的延長線與屏的交點為O.試求：(1)粒子從射入到打到屏上所用的時間；(2)粒子剛射出電場時的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tan；(3)粒子打到屏上的點P到O點的距離x.10.(2012·揚州模擬)(14分)如圖所示，兩個帶等量異種電荷、豎直正對放置、電容為C、間距為d的平行金屬板，兩板間的電場可視為勻

6、強電場.將一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電小球，用長度為L(L<d)的、不可伸長的絕緣細線懸掛于兩板間電場中的O點.此外在兩板之間還存在著一種特殊物質(zhì)(圖中未畫出)，這種物質(zhì)能使處于電場中的小球受到一個大小為F=kv(k為常數(shù)，v為小球的速率)、總是背離圓心方向的力.現(xiàn)將小球拉至細線剛好伸直但不繃緊的位置M，某時刻由靜止釋放小球，當(dāng)小球向下擺過60°到達N點時，小球的速度恰好為零.若在小球下擺過程中，細線始終未松弛，重力加速度取g,不考慮空氣阻力的影響，試求：(1)兩板間的電場強度E是多少？(2)左側(cè)金屬板所帶的電荷量Q是多少？(3)小球到達N點時的加速度大小是多少？答案解析1

7、.【解析】選B.根據(jù)電路圖知，電容器板間電場向右，小球帶正電，A錯誤；電鍵S打開后，電容器板間電壓增大，帶電量增大，小球右移，角變大，C、D錯誤，B正確.2.【解析】選D.帶電質(zhì)點在電容器中處于靜止?fàn)顟B(tài),有mg=qE，因為電容器與電源連接，電壓不變，E=U/d，d增大，電容C減小，E減小，質(zhì)點向下運動，答案為D.3.【解析】選B.示波管YY間為信號電壓，XX間為掃描電壓，0t1，Y板電勢高,電子向Y板偏轉(zhuǎn)，X板電勢高,電子向X板偏轉(zhuǎn)，由此知C、D錯；又根據(jù)偏移量公式y(tǒng)=，偏移量與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，0、t1、2t1時刻偏轉(zhuǎn)電壓為0，偏移量也為0，t1、t1時刻偏轉(zhuǎn)電壓最大，偏移量也最大，所以B對.

8、4.【解析】選C.根據(jù)動能定理知，當(dāng)帶電粒子剛好從板間飛出時，qU1=，再由t=和y=·()2，得yd，解得，故C正確.【變式備選】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平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( )A.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.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不變C.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.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】選D.電子加速有eU0=,電子偏轉(zhuǎn)有y=，滑

9、動觸頭向右滑動,U0增大,y減小，A錯誤，同理可知B錯誤；兩電場對電子做的功為W=e(U0+)，U增大，y增大，則W增大，所以選項C錯誤；電子在加速電場中勻加速時間不變，在偏轉(zhuǎn)電場中勻速運動時間也不變，所以運動總時間不變，選項D正確.故答案為D.5.【解析】選C.根據(jù)從P點由靜止釋放的帶電滑塊在A、B之間往復(fù)運動可以判斷，開始時A對滑塊向右的作用力大于B向左的作用力，所以滑塊一定帶與A、B相同的電荷，選項A錯；由于A、B帶等量同種電荷，所以其連線中點場強為零，滑塊在由P向B運動過程中，電場力先做正功后做負功，電勢能一定是先減小后增大，動能先增大后減小，選項B錯誤、C正確；在整個運動過程中只有電

10、場力做功，所以滑塊的動能與電勢能之和一定不變，D選項錯，故答案為C.6.【解析】選B.由=可知，ta=tb，A正確；而yc=，tc<tb，B錯誤；由t=得：vc>vb>va，C正確;由Ek=Eq·y可知，Ekb=Eka>Ekc，故D正確.故選B.7.【解析】選C.小球受到重力、電場力、支持力作用，到N時速度仍為v0，則說明其做勻速直線運動，故沿斜面方向Eqcos=mgsin,解得E=，C正確，D錯誤；MN間電勢差U=Elcos=,B錯誤；由于M>N,且小球帶正電，則小球在M點電勢能大于在N點電勢能，A錯誤.8.【解析】選B.如題圖所示.(1)當(dāng)小球從bc

11、邊中點垂直該邊以水平初速度v0進入電場時，由動能定理得：qElEk即EkqEl.(2)當(dāng)小球從ab邊中點垂直該邊進入，則可能沿ad邊射出，也可能沿cd邊射出.若從ad邊射出，則Ek，即Ek，則選項B正確；若從cd邊射出，設(shè)射出點與射入點沿場強方向的距離為x，0x，則qExEk，得：<Ek.(3)若小球從ad邊中點垂直該邊進入電場，則先做勻減速運動.若qEl，則到達bc邊時速度為零.若qEl，則未出電場區(qū)，之后做反向勻加速運動，返回ad邊時，動能仍為.若qEl,則到達bc邊時動能Ek=-qEl.故答案為B.【總結(jié)提升】電荷在電場中運動問題的解題技巧(1)首先根據(jù)物體做直線運動和曲線運動的條

12、件分析帶電粒子在電場中運動的可能軌跡：是直線還是曲線；軌跡的形狀和位置等. (2)再由電場范圍和題目要求分析帶電粒子在電場中運動的所有可能入射點和出射點，并進行分析和歸納；若運動過程復(fù)雜要善于用分段分析.(3)靈活運用牛頓運動定律、運動學(xué)公式、運動的合成與分解或動能定理、能量守恒定律歸類分析、分類解答.9.【解析】(1)根據(jù)題意，粒子在垂直于電場線的方向上做勻速直線運動，所以粒子從射入到打到屏上所用的時間t=.(3分)(2)設(shè)粒子射出電場時沿平行電場線方向的速度為vy，根據(jù)牛頓第二定律，粒子在電場中的加速度為:a= (1分)所以vy=a= (2分)所以粒子剛射出電場時的速度方向與初速度方向間夾角的正切值為tan= =.(2分)(3)設(shè)粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)距離為y，則y= (2分)又x=y+Ltan，(3分)解得：x= (1分)答案：(1) (2) (3) 10.【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點:(1)力F與速度v始終垂直,不做功.(2)小球到N點的瞬時速度為零,但不處于平衡狀態(tài).【解析】(