6、第3講電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、課下限時(shí)集訓(xùn)（時(shí)間：40分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共9小題，每小題6分，共54分）1 有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的微粒，從極板左側(cè)中央以相同的水平初速度v先后垂直場(chǎng)強(qiáng)射入，分別落到下極板A、B、C處，如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的有（）圖1A .粒子A帶正電，B不帶電，C帶負(fù)電B .三個(gè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等C.三個(gè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度aAaBEkBEkc解析：選AC 三種微粒，水平速度相同，水平位移xaxbxc，故tAtBtc, B項(xiàng)錯(cuò)誤，三種微粒豎直位移相等，yA= yB= yc，由y=2at2知三者沿電場(chǎng)方向的加速度aCaBaA, C項(xiàng)正確；由于三者質(zhì)量相等

2、重力等大，可知 C受電場(chǎng)力向下，帶負(fù)電， A受電場(chǎng)力向上，帶 正電，B不帶電，故A項(xiàng)正確；由F = ma知三者所受合外力 FcFbFa,再由動(dòng)能定理可得，EkCEkBEkA, D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2.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2）。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S,極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為&實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若（）圖2A .保持S不變，增大d，則B變大 B .保持S不變，增大d，則B變小 C.保持d不變，減小S,則B變小 D .保持d不變，減小S,則B不變 解析：選A 保持S不變，增大d,平行板電容器的電容減小，由于電容器的電荷量不變，由Q= CU可以判斷極板間電勢(shì)

3、差變大， 靜電計(jì)指針偏角 B變大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； 保持d不變，減小S,電容器電容變小，由 Q= CU可以判斷極板間電勢(shì)差變大，選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤。3某電容式話筒的原理示意圖如圖3所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng)。在 P、Q間距增大過(guò)程中（）圖3A . P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大B. P上電荷量保持不變C. M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低D . M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高解析：選D由公式C=趕可知，當(dāng)PQ間距增大時(shí)，C減小，故A錯(cuò)誤；由C吧可知，在U不變時(shí)，C減小，Q減小，即電容器放電,R中的電流方向從M至U N，貝U M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)，故B、C錯(cuò)誤，

4、D正確。4.如圖4（a）所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩極的正中間處。若在to時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則to可能屬于的時(shí)間段是（）AB.Tto3TD. Tto9TA. 0to43TC.3Tto解析：選CD 根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷中垂線上電勢(shì)相等的特點(diǎn)，可知C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，由功能關(guān)系可得，帶電粒子在C、D兩點(diǎn)速度均為零，根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn)可知，場(chǎng)強(qiáng)可能是先減小后增大，也可能是先增大后減小， 所以帶電粒子的加速度可能是先減小后增大， 也可能是先增大后減小。v-1圖

5、線的斜率表示的是物體做直線運(yùn)動(dòng) 的加速度，所以C、D正確。（2012吉林長(zhǎng)春十一中測(cè)試）如圖9所示，A、B兩塊平行金屬板水平放置， A、B間 所加電壓為U。虛線MN與兩極板等距。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿MN虛線從左 向右以初速度 v0射入電場(chǎng)，它從電場(chǎng)右邊緣某處飛出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與虛線MN的夾角為45圖中未畫(huà)出）。則在帶電粒子穿越電場(chǎng)過(guò)程中 （）M嚴(yán)A0圖9A .電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功為qUB .電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功為qu21 2C.電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功為 2mv22D .電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功為 mvo解析：選C由題意知粒子從電場(chǎng)右邊緣射出時(shí)的速度vov = cos 45=2vo，根據(jù)

6、動(dòng)能定理可知電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功W= AEk= *mv2-*mv2 = mv2，C正確，D錯(cuò)誤；粒子射出電場(chǎng)時(shí)，初、末位置的電勢(shì)差 U 工U，所以WM q, A、B錯(cuò)誤。、非選擇題（本題共2小題，共46分）（20分）（2013福建六校聯(lián)考）如圖10所示，一帶電粒子以速度 電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，它剛好貼著下板邊緣飛出。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)兩極板長(zhǎng)為vo沿上板邊緣垂直于I，間距為d,求:（1）如果帶電粒子的速度為 2V0,則離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，沿場(chǎng)強(qiáng)方向偏轉(zhuǎn)的距離y為多少？如果帶電粒子的速度變?yōu)?2V0,板長(zhǎng)l不變，當(dāng)它的豎直位移仍為d時(shí)，它的水平位移s為多少？（粒子的重力忽略不計(jì)）解析：（1）因?yàn)閹щ娏Ｗ釉陔妶?chǎng)中

7、運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力與速度無(wú)關(guān)，所以a是一定的由 l = vtd= *at2又由 I = 2v0t2 21 2dv。 I2 i2 4v2=4d。如圖所示：將速度反向延長(zhǎng)交上板的中點(diǎn)，由相似三角形得2133d1 ,4d=1.51故水平位移 s= l + s = 2.5l。答案：(1)4 (2)2.51（26分）（2012大綱全國(guó)卷）如圖11, 一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣輕線懸掛于0點(diǎn)?，F(xiàn)給電容器緩慢充電，使兩極板所帶電荷量分別為+ Q和一Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為 n再給電容器緩慢充電，直到懸6n線和豎直方向的夾角增加到 -,且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加3的電荷量。I圖11解析：設(shè)電容器電容為 C。第一次充電后兩極板之間的電壓為兩極板之間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=琴d式中d為兩極板間的距離。按題意，當(dāng)小球偏轉(zhuǎn)角 &=訓(xùn)寸，小球處于平衡狀態(tài)。設(shè)小球質(zhì)量為m,所帶電荷量為 q,則有Ftcos 0= mg FTSin 01= qE 式中Ft為此