新高考物理一輪復(fù)習(xí)提升練習(xí)導(dǎo)學(xué)案第33講 電容器和帶電粒子在電場中的運動（解析版）

第33講電容器和帶電粒子在電場中的運動第33講電容器和帶電粒子在電場中的運動學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標明確目標確定方向1.理解電容器的基本概念，掌握好電容器的兩類動態(tài)分析.2.能運用運動的合成與分解解決帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題.3.用動力學(xué)方法解決帶電粒子在電場中的直線運動問題． 【知識回歸】回歸課本夯實基礎(chǔ)第一部分基礎(chǔ)知識梳理一、電容器1.組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成。2.帶電荷量：一個極板所帶電荷量的絕對值。3工作：充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能。放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。[注2]二．電容1定義：電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢差的比值。2定義式：C＝eq\f(Q,U)。[注3]3物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。4單位：法拉(F)，1F＝106μF＝1012pF。三．平行板電容器1影響因素：平行板電容器的電容與極板的正對面積成正比，與電介質(zhì)的相對介電常數(shù)成正比，與極板間距離成反比。2決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量。四、帶電粒子在勻強電場中的運動1．做直線運動的條件(1)粒子所受合外力F合＝0，粒子做勻速直線運動或靜止。(2)粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運動或勻減速直線運動。2．帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)(1)條件：以速度v0垂直于電場方向飛入勻強電場，僅受電場力。(2)運動性質(zhì)：勻變速曲線運動。[注4](3)處理方法：運動的合成與分解。①沿初速度方向：做勻速直線運動。②沿電場方向：做初速度為零的勻加速直線運動。第二部分重難點辨析1．平行板電容器動態(tài)變化的兩種情況(1)電容器始終與電源相連時，兩極板間的電勢差U保持不變。(2)充電后與電源斷開時，電容器所帶的電荷量Q保持不變。解決電容器問題的兩個常用技巧1.在電荷量保持不變的情況下，由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)知，電場強度與板間距離無關(guān)。2.對平行板電容器的有關(guān)物理量Q、E、U、C進行討論時，關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪些是自變量，哪些是因變量，抓住C＝eq\f(εrS,4πkd)、Q＝CU和E＝eq\f(U,d)進行判定即可?！镜淅治觥烤x例題提高素養(yǎng)多選【例1】．下列關(guān)于靜電場與磁場的應(yīng)用，正確的是（）A．圖甲為示波器的示波管，要使熒光屏中間的亮斑向上移動，需使豎直偏轉(zhuǎn)板中上極板的電勢高于下極板的電勢B．圖乙為靜電除塵裝置，煤粉等粉塵在強大的電場作用下電離成正負離子分別吸附到B和A上C．圖丙是用來加速帶電粒子的回旋加速器示意圖，要使粒子獲得的最大動能增大，可增大加速電場的電壓UD．圖丁是磁流體發(fā)電機示意圖，由圖可判斷通過電阻的電流方向向上【答案】AD【詳解】A．圖甲為示波器的示波管，要使熒光屏中間的亮斑向上移動，需要使電子在極板間受到豎直向上的電場力，則需使豎直偏轉(zhuǎn)板中上極板的電勢高于下極板的電勢，故A正確；B．圖乙為靜電除塵裝置，是將空氣電離成正負離子，使煤粉等粉塵帶負電，在強大的電場作用下吸附到A上，故B錯誤；C．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0粒子獲得的最大動能為SKIPIF1<0所以增大加速電場的電壓U，不能使粒子獲得的最大動能增大，故C錯誤；D．根據(jù)左手定則可知，正電荷向下偏轉(zhuǎn)，負電荷向上偏轉(zhuǎn)，所以B板帶正電，A板帶負電，通過電阻的電流方向向上，故D正確。故選AD。多選【例2】．如圖所示，直流電源與一平行板電容器、理想二極管SKIPIF1<0正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無窮大可以視為斷路SKIPIF1<0連接，二極管一端接地。閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點且處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）

A．將平行板電容器下極板向下移動，則P點的電勢不變B．將平行板電容器上極板向上移動，則P點的電勢不變C．減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動D．無論哪個極板向上移動還是向下移動，帶電油滴都不可能向下運動【答案】ACD【詳解】A．將下極板向下移動，d變大，由SKIPIF1<0可知C小，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，由SKIPIF1<0可知電容器兩極板間的電場強度不變，P點與上極板間的電勢差不變，上極板電勢不變，故P點的電勢不變，故A正確；B．將上極板向上移動，d變大，由SKIPIF1<0可知C小，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，由SKIPIF1<0可知電容器兩極板間的電場強度不變，上極板電勢不變，P與上極板的距離變大，P的電勢降低，故B錯誤；C．減小極板間的正對面積S，由SKIPIF1<0可知C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，由SKIPIF1<0可知，電場強度E變大油滴所受電場力變大，油滴所受合力向上，帶電油滴會向上移動，故C正確；D．上極板上移或下極板下移時，d變大，由SKIPIF1<0可知，C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，由SKIPIF1<0可知電容器兩極板間的電場強度不變，油滴所受電場力不變，油滴靜止不動；上極板下移或下極板上移時d變小，C變大，兩極板間的電壓U等于電源電動勢不變，電場強度SKIPIF1<0變大，電場力變大，電場力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上運動，故D正確。故選ACD?！纠?】．如圖甲所示為粒子直線加速器原理圖，它由多個橫截面積相同的同軸金屬圓筒依次組成，序號為奇數(shù)的圓筒與序號為偶數(shù)的圓筒分別和交變電源相連，交變電源兩極間的電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在SKIPIF1<0時，奇數(shù)圓筒比偶數(shù)圓筒電勢高，此時和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）的中央有一自由電子由靜止開始在各間隙中不斷加速。若電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，交變電源的電壓為U，周期為T。不考慮電子的重力和相對論效應(yīng)，忽略電子通過圓筒間隙的時間。下列說法正確的是（）A．電子在圓筒中也做加速直線運動B．電子離開圓筒1時的速度為SKIPIF1<0C．第n個圓筒的長度應(yīng)滿足SKIPIF1<0D．保持加速器筒長不變，若要加速比荷更大的粒子，則要調(diào)大交變電壓的周期【答案】C【詳解】A．由于金屬圓筒處于靜電平衡狀態(tài)，圓筒內(nèi)部場強為零，則電子在金屬圓筒中做勻速直線運動，故A錯誤；B．電子離開圓筒1時，由動能定理得SKIPIF1<0所以電子離開圓筒1瞬間速度為SKIPIF1<0故B錯誤；C．電子從金屬圓筒出來后要繼續(xù)做加速運動，在金屬圓筒中的運動時間為交變電源周期的一半，即SKIPIF1<0，電子在圓筒中做勻速直線運動，所以第n個圓筒長度為SKIPIF1<0故C正確；D．由C可知，保持加速器筒長不變，若要加速比荷更大的粒子，則要調(diào)小交變電壓的周期，故D錯誤。故選C?！纠?】．利用電場和磁場來控制帶電粒子的運動在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。圖1為電子槍的結(jié)構(gòu)示意圖，電子從金屬絲中發(fā)射出來（設(shè)電子剛剛離開金屬絲時的速度為零），經(jīng)電壓SKIPIF1<0加速后，從金屬板的小孔穿出。已知電子的質(zhì)量為SKIPIF1<0，電荷量為SKIPIF1<0，不計電子重力及電子間的相互作用力。（1）求電子從金屬板小孔穿出時的速度SKIPIF1<0的大小SKIPIF1<0（2）示波器中的示波管如圖2所示，兩板SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間距為SKIPIF1<0，長度均為SKIPIF1<0，極板右側(cè)邊緣與屏相距SKIPIF1<0為兩極板間的中線并與屏垂直。從小孔穿出的電子束沿SKIPIF1<0射入電場中，若兩板間不加電場，電子打在屏上的SKIPIF1<0點。為了使電子打在屏上的SKIPIF1<0點，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0相距SKIPIF1<0，則需要在兩極板間加多大的電壓SKIPIF1<0【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）電子在電場中運動，根據(jù)動能定理有SKIPIF1<0解得電子穿出小孔時的速度為SKIPIF1<0（2）電子進入偏轉(zhuǎn)電場做類平拋運動，在垂直于極板方向做勻加速直線運動。設(shè)電子剛離開電場時垂直于極板方向偏移的距離為SKIPIF1<0，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第二定有SKIPIF1<0電子在水平方向做勻速直線運動，有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0由圖可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0【鞏固練習(xí)】舉一反三提高能力多選1．通過手機內(nèi)電容式加速度傳感器可以實現(xiàn)運動步數(shù)的測量，傳感器原理如圖，電容器的M極板固定，當(dāng)手機的加速度變化時，與彈簧相連的N極板只能按圖中標識的“前后”方向運動，圖中R為定值電阻。下列對傳感器描述正確的是（）

A．靜止時，電流表示數(shù)為零，電容器M極板帶負電B．由靜止突然向前加速時，電容器的電容減小C．由靜止突然向前加速時，電流由b向a流過電流表D．保持向前勻減速運動時，電阻R以恒定功率發(fā)熱【答案】BC【詳解】A．靜止時，N板不動，電容器的電容不變，則電容器電量不變，則電流表示數(shù)為零，電容器M極板因為與電源正極相連，所以其帶正電，故A錯誤；BC．由靜止突然向前加速時，N板向后運動，則板間距變大，根據(jù)SKIPIF1<0可知，電容器的電容減小，電容器帶電量減小，則電容器放電，則電流由b向a流過電流表，故BC正確；D．保持向前勻減速運動時，加速度恒定不變，則N板的位置在某位置不動，電容器電量不變，電路中無電流，則電阻R發(fā)熱功率為零，故D錯誤。故選BC。多選2．電荷控制式噴墨打印機的打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒（重力不計），此微粒經(jīng)過帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上，顯示出字符。已知偏移量越大打在紙上的字跡越大?，F(xiàn)要縮小字跡，下列措施可行的是（）A．增大墨汁微粒的比荷 B．增大墨汁微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的初動能C．增大偏轉(zhuǎn)極板的長度 D．增大偏轉(zhuǎn)極板間的間距【答案】BD【詳解】微粒以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場做類平拋運動，則有水平方向SKIPIF1<0豎直方向SKIPIF1<0又SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0要縮小字跡，就要縮小微粒通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)量y，由上式分析可知，采用的方法可以有：減小比荷SKIPIF1<0、增大墨汁微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的初動能Ek0、減小極板的長度L、增大偏轉(zhuǎn)極板間的間距d。故選BD。多選3．如圖所示為陰極射線管的示意圖，當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極不加電壓時，電子束經(jīng)電場加速后打到熒屏中央O處形成亮斑。電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間很短，電子不會打到極板上。在其他條件不變的情況下，下列說法正確的是（）A．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極加電壓時，亮斑出現(xiàn)在O點下方，則可判斷極板SKIPIF1<0帶負電B．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極不加電壓時，如果增大加速電場的電壓，電子束依然打到熒屏的中央C．如果發(fā)現(xiàn)電子在熒屏上的亮斑向上移動，則可判斷SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間的電勢差在減小D．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極加電壓時，電子通過極板過程中電勢能增大【答案】AB【詳解】A．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極加電壓時，亮斑出現(xiàn)在O點下方，則電子所受電場力向下，極板間電場強度向上，可知極板SKIPIF1<0帶負電，故A正確；B．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極不加電壓時，粒子在經(jīng)過SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如果增大加速電場的電壓，電子束依然打到熒屏的中央，故B正確；C．如果發(fā)現(xiàn)電子在熒屏上的亮斑向上移動，電子SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間向上運動，則受到豎直向上的電場力，可知SKIPIF1<0、SKIPIF1<0極板間電場強度向下，可判斷SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間的電勢差大于0，則則SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間的電勢差在增大，故C錯誤；D．當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩極加電壓時，電子通過極板過程中，電場力做正功，則電子通過極板過程中電勢能減小，故D錯誤。故選AB。4．如圖所示，一對面積較大的平行板電容器AB水平放置，A板帶正電荷，B板接地，P為兩板中點，再使A、B分別以中心點O、O?為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過一個相同的小角度θ，下列結(jié)論正確的是（）

A．電容器AB的電容不變 B．兩板間電場強度變大C．兩板間的P點電勢增大 D．兩板間的P點電勢降低【答案】D【詳解】A．根據(jù)題意，兩極板在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過一個相同的小角度θ，兩極板間的距離d減小，根據(jù)電容的決定式和定義式SKIPIF1<0SKIPIF1<0由此可知，d減小，C增大，故A錯誤；B．根據(jù)公式SKIPIF1<0可知，兩板間電場強度不變，故B錯誤；CD．由圖可知，P與B板間的距離減小，由于電容器內(nèi)部電場強度不變，所以P與B板間的電勢差減小，B板接地，其電勢為零，所以P點電勢降低，故C錯誤，D正確。故選D。5．如圖兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計相連，極板M與靜電計的外殼均接地，在兩板相距一定距離時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度，在下面的操作中將使靜電計指針張角變大的是（）

A．僅將M板向右平移 B．僅將M板向上平移C．僅在M、N之間插入一本書 D．將極板N接地【答案】B【詳解】ABC．僅將M板向上平移，兩極板正對面積減小，根據(jù)SKIPIF1<0電容器減小，而電容器的電荷量不變，由SKIPIF1<0可知，極板間的電壓增大，靜電計指針張角變大；同理，將M板向右平移，板間距離減小，電容器增大，而電容器的電荷量不變，故板間電壓減小，靜電計指針張角變??；僅在M、N之間插入一本書，介電常數(shù)增大，電容增大，而電容器的電荷量不變，故板間電壓減小，靜電計指針張角變小，故AC錯誤，B正確；D．電容器兩極板都接地，兩板電荷中和，最后兩板之間無電勢，故靜電計張角變小，故D錯誤。故選B。6．如圖甲、乙、丙、丁是課本內(nèi)的幾幅插圖，下列說法正確的是（）

A．甲圖中點電荷的電場不能進入金屬網(wǎng)罩內(nèi)部B．乙圖的可變電容器的原理是改變鋁片之間距離從而達到改變電容的目的C．丙圖是卡文迪許扭秤，可以測量兩帶電小球之間的庫侖力D．丁圖中建筑物頂端的避雷針通過尖端放電，中和空氣中的電荷達到避免雷擊的目的【答案】D【詳解】A．甲圖中，由于靜電屏蔽使得金屬網(wǎng)罩內(nèi)部場強為零，但靜電屏蔽并不是把點電荷電場遮擋在外，而是感應(yīng)電荷的電場與點電荷電場抵消為零，故A錯誤；B．乙圖的可變電容器的原理是改變鋁片之間的相對面積從而達到改變電容的目的，故B錯誤；C．丙圖是庫侖扭秤，可以測量兩帶電小球之間的庫侖力，故C錯誤；D．丁圖中建筑物頂端的避雷針通過尖端放電，中和空氣中的電荷達到避免雷擊的目的，故D正確。故選D。7．可變電容器是一種電容可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電容器，通過改變極極間相對的有效面積或極板間距離，它的電容就相應(yīng)地變化。通常在無線電接收電路中作調(diào)諧電容器用。如圖所示，水平放置的兩半圓形金屬極板由絕緣轉(zhuǎn)軸連接，下極板固定，上極板可以繞過圓心且垂直于半圓面的軸轉(zhuǎn)動，也可上下平移，起初兩極板邊緣對齊，上極板通過開關(guān)S與電源正極相連，下極板接地后與電源負極相連，初始時開關(guān)S閉合，極板間有一帶電粒子P恰好處于靜止狀態(tài)。忽略邊緣效應(yīng)，關(guān)于兩極板組成的電容器下列說法正確的是（）A．保持開關(guān)S閉合，若只將上極板轉(zhuǎn)過30°，則電容器電容增大B．保持開關(guān)S閉合，若只將上極板轉(zhuǎn)過30°，則電容器所帶電荷量不變C．保持開關(guān)S閉合，若只將上極板轉(zhuǎn)過30°，則電容器兩極板連線中點處電勢變小D．?dāng)嚅_開關(guān)S，只將板間距變?yōu)樵瓉淼亩?，則帶電粒子仍處于靜止狀態(tài)【答案】D【詳解】AB．保持開關(guān)S閉合，則電容器兩極板的電壓U保持不變，若將上極板轉(zhuǎn)過30°，兩極板的正對面積減小，根據(jù)電容的定義式SKIPIF1<0SKIPIF1<0S減小，C減小，Q減小，故AB錯誤；C．根據(jù)電場強度與電勢差的關(guān)系SKIPIF1<0可得，E不變，則電容器兩極板連線中點與下極板間的電勢差不變，由于下極板接地，其電勢始終為零，所以電容器兩極板連線中點處電勢不變，故C錯誤；D．?dāng)嚅_開關(guān)S，則電容器兩極板的帶電荷量不變，只將板間距變?yōu)樵瓉淼亩?，則電容器的電容變?yōu)樵瓉淼囊话?，兩極板的電壓變?yōu)樵瓉淼亩?，所以電容器?nèi)部的電場強度不變，粒子所受電場力不變，帶電粒子仍處于靜止狀態(tài)，故D正確。故選D。8．傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。如圖所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體。已知電流從靈敏電流計左邊接線柱流進電流計，指針向左偏。如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則（）A．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小【答案】D【詳解】電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，說明流過電流計G的電流方向由左→右，則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，由Q＝CU可知，導(dǎo)體芯A與液體形成的電容器的電容減小，根據(jù)電容的決定式SKIPIF1<0可知液體的深度h在減小。故選D。9．一對平行正對的金屬板C、D接入如圖所示的電路中，電源電動勢為E，C板固定，D板可左右平行移動，閉合開關(guān)，一段時間后再斷開開關(guān)，從C板發(fā)射一電子，恰能運動到A點后再返回，已知A到D板的距離是板間距離的三分之一，電子質(zhì)量為m，電荷量為-e，忽略電子的重力，則（）

A．設(shè)定C板電勢為0，電子在A點的電勢能為SKIPIF1<0B．若要讓電子能夠到達D板，可將D板向左平移至A點或A點左側(cè)某位置C．若要讓電子能夠到達D板，可將D板向右平移至某位置D．若要讓電子能夠到達D板，可閉合開關(guān)，再將D板向右平移至某位置【答案】B【詳解】A．金屬板的電場線由C指向D，沿著電場線電勢逐漸降低，設(shè)定C板電勢為0，則A點的電勢為SKIPIF1<0電子在A點的電勢能為SKIPIF1<0故A錯誤；BCD．閉合開關(guān)，一段時間后再斷開開關(guān)，則電容器的電量Q不變，根據(jù)電容的定義式和決定式有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0從C板發(fā)射一電子，恰能運動到A點后再返回，則有SKIPIF1<0所以若要讓電子能夠到達D板，可將D板向左平移至A點或A點左側(cè)某位置，或者閉合開關(guān)，再將D板向左平移至A點或A點左側(cè)某位置，故B正確，CD錯誤故選B。10．如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點是軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是（）

A．粒子在M點的速率最大B．粒子所受電場力的方向向右C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加【答案】C【詳解】AB．勻強電場中，帶負電的粒子所受電場力的方向與電場線的方向相反，即所受電場力的方向水平向左，根據(jù)該帶負電粒子在電場中的運動軌跡可知，從出發(fā)點到M點粒子做減速運動，而M點是軌跡的最右點，因此可知M點的速率最小，故AB錯誤；C．粒子在勻強電場中所受電場力恒定，且該粒子只受電場力作用，即電場力就是該粒子所受合外力，根據(jù)牛頓第二定律可知，該粒子在電場中的加速度不變，故C正確；D．顯然，粒子從出發(fā)點到M點的過程中電場力做負功，而M點為粒子能夠到達的最遠點，此后粒子速度方向與電場力方向的夾角小于SKIPIF1<0，電場力做正功，即粒子在電場中的電勢能先增加后減小，故D錯誤。故選C。11．如圖所示，在水平向右的勻強電場中，質(zhì)量為m的帶電小球，以初速度v從M點豎直向上運動，通過N點時，速度大小為2v，方向與電場方向相反，則小球從M運動到N的過程（）

A．動能增加SKIPIF1<0 B．機械能增加SKIPIF1<0C．重力勢能增加SKIPIF1<0 D．電勢能增加SKIPIF1<0【答案】B【詳解】A．小球動能增加量為SKIPIF1<0故A錯誤；BC．小球在豎直方向做勻減速運動，豎直速度減為零時，設(shè)上升高度為h，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則重力勢能增加量為SKIPIF1<0機械能增加量為SKIPIF1<0故B正確，C錯誤；D．小球在豎直方向做勻減速直線運動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，豎直速度由v減到零的過程，水平速度剛好由零加到2v，根據(jù)加速度定義式SKIPIF1<0可知水平方向的加速度大小為豎直方向加速度大小的2倍，根據(jù)牛頓第二定律得水平方向電場力和加速度大小分別為2mg、2g，則水平方向位移大小為SKIPIF1<0電場力做正功，電勢能減少，減少量為SKIPIF1<0故D錯誤。故選B。12．如圖所示，空間有范圍足夠大的勻強電場，電場強度大小為E，方向與水平方向夾角為45°，一質(zhì)量為m、電荷量SKIPIF1<0的帶正電小球（可視為質(zhì)點），從A點以初速度SKIPIF1<0豎直向上拋出，經(jīng)過一段時間后運動到B點，A、B兩點在同一電場線上，重力加速度大小為g，不計空氣阻力，帶電小球從A點運動到B點過程中（）

A．用時為SKIPIF1<0 B．機械能增加SKIPIF1<0C．電勢能減少SKIPIF1<0 D．動能增加SKIPIF1<0【答案】B【詳解】A．帶電小球所受電場力為SKIPIF1<0以帶電小球為對象，豎直方向有SKIPIF1<0可知豎直方向的合力為0；水平方向有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知帶電小球做加速度SKIPIF1<0的類平拋運動，由A點到B點過程中，有SKIPIF1<0解得A點到B點用時為SKIPIF1<0故A錯誤：D．帶電小球運動到B點時的速度為SKIPIF1<0動能增量為SKIPIF1<0故D錯誤；BC．A點與B點的距離為SKIPIF1<0由A點到B點電場力做功為SKIPIF1<0可知電勢能減少SKIPIF1<0，機械能增量等于電場力所做的功，即機械能增加SKIPIF1<0，故B正確，C錯誤。故選B。13．如圖所示，真空圓柱形空腔上、下底面為金屬導(dǎo)體平板，兩平板距離為d，側(cè)面為絕緣玻璃。將空腔上、下底面分別連接于電源正、負電極（圖中未畫出），電源電動勢為E，內(nèi)阻忽略不計。空腔區(qū)域電場可視為勻強電場?，F(xiàn)在空腔內(nèi)放置有許多導(dǎo)體小顆粒（以圖中黑點表示），腔內(nèi)導(dǎo)體小顆粒因反復(fù)帶上正、負電荷，在電場力的作用下，上下跳躍。設(shè)導(dǎo)體顆粒數(shù)目為n，且n遠大于1；每個顆粒質(zhì)量為m，顆粒與上下導(dǎo)體極板碰撞均為完全非彈性