高考物理一輪總復習第六章第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運動課時提能演練新人教

PAGE6-電容器與電容帶電粒子在電場中的運動(45分鐘100分)一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個選項正確)1.根據(jù)電容器電容的定義式C=QUA.電容器所帶的電荷量Q越多,它的電容就越大,C與Q成正比B.電容器不帶電時,其電容為零C.電容器兩極板之間的電壓U越高,它的電容就越小,C與U成反比D.以上說法均不對【解析】選D。電容器的電容的大小與其本身因素有關,與帶電量的多少、兩極板電壓的大小無關,故A、B、C錯誤,D正確。2.(2014·寧波模擬)如圖所示,用電池對電容器充電,電路a、b之間接有一靈敏電流表,兩極板間有一個電荷q處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將兩極板的間距變大,則()A.電荷將向上加速運動B.電荷仍靜止C.電流表中將有從a到b的電流D.電流表中將有從b到a的電流【解析】選D。充電后電容器的上極板A帶正電,不斷開電源,增大兩板間距,U不變、d增大,由E=Ud知兩極板間場強減小,場強減小會使電荷q受到的電場力減小,電場力小于重力,合力向下,電荷q向下加速運動,A、B錯誤;由C=εr3.如圖所示,一個帶正電的粒子以一定的初速度垂直進入水平方向的勻強電場,若不計重力,在圖中能正確描述粒子在電場中運動軌跡的是()【解析】選C。粒子在電場中做類平拋運動,受力方向總是沿電場線方向指向軌跡的凹側(cè),C正確。4.如圖所示,平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間,現(xiàn)將B極板勻速向下移動到虛線位置,其他條件不變。則在B極板移動的過程中()A.油滴將向下做勻加速運動B.電流計中電流由b流向aC.油滴運動的加速度逐漸變小D.極板帶的電荷量減少【解析】選D。由C=εrS4πkd【總結(jié)提升】含容電路的分析方法(1)先確定出電容器的不變量(U或Q)。(2)根據(jù)給出的變量,判斷出會引起哪些量變化。(3)電路中有電流出現(xiàn)的條件是電容器所帶的電量Q發(fā)生變化。(4)根據(jù)電容器帶正電的極板上電荷的增、減情況確定出充、放電時電路中電流的方向?！窘馕觥窟xB。示波管YY′間為信號電壓,XX′為掃描電壓,0～t1,Y板電勢高,電子向Y板偏轉(zhuǎn),X′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)=qU2mdt2,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0,12t1、310.如圖甲所示,兩個平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的電壓,t=0時,Q板比P板電勢高5V,此時在兩板的正中央M點有一個電子,速度為零,電子在電場力作用下運動,使得電子的位置和速度隨時間變化。假設電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10-10s的時間內(nèi),這個電子處于M點的右側(cè),速度方向向左且大小逐漸減小的時間是()A.0<t<2×10-10sB.2×10-10s<t<4×10-10sC.4×10-10s<t<6×10-10sD.6×10-10s<t<8×10-10s【解析】選D。分析電子的受力可知,電子從M點開始先向右加速,再向右減速,4×10-10s末速度為零,然后再向左加速至6×10-10s,從6×10-10～8×10-10s再向左減速,速度圖像如圖所示,由此可知電子在M點右側(cè),速度方向向左且大小減小的時間為6×10-10～8×10-10s,D正確。二、非選擇題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(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tanα;(3)粒子打到屏上的點P到O點的距離x?！窘馕觥?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=2Lv(2)設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=Eq所以vy=aLv0=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tanα=vyv0(3)設粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)距離為y,則y=12a(Lv0)2=12·又x=y+Ltanα, (2分)解得:x=3qE答案:(1)2Lv0(2)12.(能力挑戰(zhàn)題)(2014·廈門模擬)(16分)如圖所示,四分之一光滑絕緣圓弧軌道AP和水平絕緣傳送帶PC固定在同一豎直平面內(nèi),圓弧軌道的圓心為O,半徑為R;P點離地高度也為R,傳送帶PC之間的距離為L,沿逆時針方向傳動,傳送帶速度v=2gR,在PO的左側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小物體從圓弧頂點A由靜止開始沿軌道下滑,恰好運動到C端后返回。物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ(1)勻強電場的場強E的大小;(2)物體返回到圓弧軌道P點,物體對圓弧軌道的壓力大小;(3)若在直線PC上方空間再加上磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里的勻強磁場(圖中未畫出),物體從圓弧頂點A靜止釋放,運動到C端后做平拋運動,落地點離C點的水平距離為R,試求物體在傳送帶上運動的時間t?！窘馕觥?1)小物體從圓弧頂點A由靜止開始沿軌道下滑,運動到C端過程,根據(jù)動能定理mgR+qER-μmgL=0 (3分)解得:E=μmgL-mgR(2)物體由A點靜止開始沿軌道下滑到P:mgR+qER=12mvvP=2gR+2qERm所以,物體返回到P過程,先做加速運動后勻速運動,返回到P的速度為vP′=v=2gR在P點由牛頓第二定律:N-mg-qE=m(v解得:N=2mg+μmgL由牛頓第三定律,物體對圓弧軌道的壓力N′=2mg+μmgL(3)物體運動到C端后做平拋運動:R=12gtR=vCt0 (1分)物體從P點運動到C端,做加速度變化的減速運動,設微小時