2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講(教科版2019)專題04 電容及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【考題猜想】(12題型60題)含答案及解析_第1頁(yè)
2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講(教科版2019)專題04 電容及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【考題猜想】(12題型60題)含答案及解析_第2頁(yè)
2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講(教科版2019)專題04 電容及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【考題猜想】(12題型60題)含答案及解析_第3頁(yè)
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專題04電容及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)TOC\o"1-1"\h\u【題型01電容】 1【題型02平行板電容器的決定式】 3【題型03平行板電容器中某一點(diǎn)的電勢(shì)】 4【題型04電容器的動(dòng)態(tài)分析】 6【題型05實(shí)驗(yàn)探究:電容器的充放電特點(diǎn)】 8【題型06帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】 10【題型07帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)】 12【題型08帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(初速度垂直于電場(chǎng))】 14【題型09帶電粒子勻強(qiáng)電場(chǎng)中做一般的曲線運(yùn)動(dòng)】 18【題型10帶電物體在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題】 19【題型11帶電物體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)】 21【題型12帶電物體在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】 24TOC\o"1-3"\h\u【題型01電容】1.(23-24高一下·浙江寧波·期末)有一電解電容器如圖所示,外殼上標(biāo)有“1000μF,10V”。下列關(guān)于該電容器的說(shuō)法,正確的是()A.該電容器在10V電壓以下不能正常工作B.當(dāng)所加電壓為8V時(shí),該電容器的電容為800μFC.該電容器能容納的電荷量最多為D.當(dāng)兩極加1V電壓時(shí),該電容器的電荷量為2.(22-23高二上·上海奉賢·期末)電容器充電時(shí),其電荷量Q、電壓U、電容C之間的相互關(guān)系,不正確的是()A.

B.

C.

D.

3.(多選)(23-24高二下·山西晉城·期末)有兩個(gè)不同的電容器和,電容器所帶電荷量Q與其兩端所加電壓U的關(guān)系如圖所示,圖中,電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能,關(guān)于兩電容器,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器的電容是的2倍B.電容器的電容是的C.當(dāng)兩電容器所帶電荷量相同時(shí),電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能大于電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能D.圖中陰影部分代表電容器在時(shí)所儲(chǔ)存的電勢(shì)能4.(22-23高一下·陜西西安·期末)如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在恒壓電源正、負(fù)兩級(jí)上,電源電壓為,電容器的電容為,兩極板間距為,點(diǎn)到B板的垂直距離為,B極板接地。求:(1)平行板電容器極板上所帶的電荷量;(2)點(diǎn)處的電勢(shì)。【題型02平行板電容器的決定式】5.(多選)(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,兩個(gè)平行板電容器AB和A'B'水平放置,A板用導(dǎo)線與B'板相連,B板和A'板都接地,A、B'板帶正電。電容器AB電壓為,帶電量為;電容器A'B'電壓為,帶電量為,若將右邊電容器間的絕緣介質(zhì)抽出,則()A.減小 B.減小 C.減小 D.增大6.(多選)(23-24高二上·重慶·期末)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖,電容器上極板固定,下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng),兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,則此過(guò)程中()A.電容器電容變大 B.兩極板間距離增大C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大 D.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小7.平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=1.2×102V/m,極板間距離d=5cm,電場(chǎng)中C點(diǎn)和D點(diǎn)分別到A、B兩板的距離均為0.5cm,B板接地,求:(1)D點(diǎn)的電勢(shì)和C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差;(2)若該金屬板所帶電荷量為6×10﹣8C,將其視為平行板電容器,其電容值為多大?8.如圖所示的平行金屬板電容器的電容,極板A、B之間可以看成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng),極板間距離為L(zhǎng)=5cm,電場(chǎng)中c點(diǎn)到A極板、d點(diǎn)到B極板的距離均為0.5cm,B極板接地。求:(1)B極板所帶電荷量Q;(2)d點(diǎn)處的電勢(shì)φd;(3)將電荷量的負(fù)點(diǎn)電荷從d移到c,靜電力的功Wdc。【題型03平行板電容器中某一點(diǎn)的電勢(shì)】9.(23-24高一下·重慶·期中)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)按鍵的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)由平行板電容器組成,每個(gè)按鍵的結(jié)構(gòu)圖、電路圖如圖甲、乙所示。在每個(gè)按鍵的正下方存在相互平行的活動(dòng)金屬片、固定金屬片,即平行板電容器的兩塊極板,兩個(gè)金屬片間隙充滿空氣(絕緣介質(zhì)),當(dāng)用力壓下某按鍵時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.電容器電容減小 B.電容器極板所帶電荷量增加C.電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱 D.電容器將進(jìn)行短暫的放電過(guò)程10.(23-24高二上·江西吉安·期末)如圖所示,垂直絕緣水平面放置有長(zhǎng)度為,水平距離為a的兩極板,兩極板上分別帶有等量的異種電荷?,F(xiàn)保持兩極板下端在水平面上的位置不變,將兩極板偏轉(zhuǎn)至與水平面成,偏轉(zhuǎn)前后兩極板的電容分別為,則為()A. B.C. D.11.如圖所示,平行板電容器帶等量異種電荷,下極板接地,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則()A.電容器的電容減小 B.帶電油滴帶正電荷C.帶電油滴仍將靜止 D.P點(diǎn)的電勢(shì)將升高12.如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源連接,下極板接地,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,以下判斷錯(cuò)誤的是()A.帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng) B.P點(diǎn)的電勢(shì)將升高C.平行板電容器的電容將變小 D.電容器所帶電荷量將減少13.(23-24高一下·山東臨沂·期末)如圖所示,帶電的平行板電容器與靜電計(jì)連接,下極板接地,靜電計(jì)外殼接地,已知電容器上極板帶正電,穩(wěn)定時(shí)一帶電的油滴恰好靜止于兩極板間的點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()A.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微下移一點(diǎn)距離,靜電計(jì)的張角變大B.保持上極板不動(dòng),將下極板稍微下移一點(diǎn)距離,液滴將向下運(yùn)動(dòng)C.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,點(diǎn)電勢(shì)將升高D.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,帶電油滴仍靜止不動(dòng)14.(23-24高一下·重慶渝中·期末)在如圖所示電路中,蓄電池的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻,電阻,電容的平行板電容器水平放置且下極板接地。一帶電油滴位于板間正中央點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()A.油滴帶正電 B.上極板所帶電荷量為C.若將下極板緩慢上移少許,點(diǎn)的電勢(shì)降低D.若將上極板緩慢左移少許,油滴將向上移動(dòng)【題型04電容器的動(dòng)態(tài)分析】15.(23-24高二下·四川宜賓·期末)如圖,利用電勢(shì)差計(jì)和帶電擺球研究平行板電容器。平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)。若發(fā)現(xiàn)電勢(shì)差計(jì)指針張角變小,擺球懸線偏角不變,下列操作可能的是()

A.板間距離減小 B.板間距離增大C.減小兩板正對(duì)面積 D.平行板間放入電介質(zhì)16.(23-24高一下·山東淄博·期末)某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線如圖甲所示,將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中,并與恒壓電源、電流表等構(gòu)成如圖乙所示的電路,閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后,若增大溶液濃度,則(

)A.溶液的相對(duì)介電常數(shù)增大 B.電容器的電容增大C.電容器所帶的電荷量減小 D.溶液濃度增大過(guò)程中電流方向?yàn)镹→M17.(23-24高一下·遼寧本溪·期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器,如圖所示。將電容器與靜電計(jì)組成回路,P點(diǎn)為極板間的一點(diǎn)??蓜?dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng),風(fēng)力越大,移動(dòng)距離越大(可動(dòng)電極不會(huì)到達(dá)P點(diǎn))。若極板上電荷量保持不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.風(fēng)力越大,電容器電容越小 B.風(fēng)力越大,靜電計(jì)指針張角越小C.風(fēng)力越大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度越大 D.風(fēng)力越大,P點(diǎn)的電勢(shì)仍保持不變18.(23-24高一下·山東聊城·期末)如圖所示,平行板電容器兩極板帶有等量異種電荷,在與兩極板等間距的P點(diǎn)固定一個(gè)點(diǎn)電荷。將電容器的下極板接地,此時(shí)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E1,下極板電荷量為Q1,點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為Ep1,P點(diǎn)的電勢(shì)為φ1。然后保持下極板位置不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至虛線位置,此時(shí)板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E2,下極板電荷量為Q2,點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為Ep2,P點(diǎn)的電勢(shì)為φ2。下列判斷正確的是()A. B. C. D.19.如圖所示,為中間插有電介質(zhì)的電容器,a和b為其兩極板,a板接地,M和N為兩水平放置的平行金屬板,當(dāng)金屬板帶上一定電荷以后,兩板間的一帶電小球P處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知M板與b板用導(dǎo)線相連,N板接地,在以下方法中,能使P向下運(yùn)動(dòng)的是()A.增大間的距離 B.減小間的距離C.取出兩極板間的電介質(zhì) D.換一塊形狀大小相同,介電常數(shù)更大的電介質(zhì)20.(多選)(23-24高一下·山東棗莊·期末)如圖所示,保持電容器極板的正對(duì)面積與極板間的均勻電介質(zhì)都不變化,手持絕緣棒將左極板緩慢向左平移一小段距離,通過(guò)靜電計(jì)指針偏角的變化確定電容器兩極板間電勢(shì)差的變化。不計(jì)電容器上電荷量的變化,左極板接地,P為兩極板間的一點(diǎn)。在電容器的左極板向左平移的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器的電容變大B.靜電計(jì)指針偏角變大C.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.P點(diǎn)的電勢(shì)降低【題型05實(shí)驗(yàn)探究:電容器的充放電特點(diǎn)】21.(23-24高一下·山東菏澤·期末)電流傳感器不僅可以和電流表一樣測(cè)電流,而且還具有反應(yīng)快、能捕捉到瞬間電流變化等優(yōu)點(diǎn)。某學(xué)習(xí)小組用傳感器觀察電容器的充放電現(xiàn)象并測(cè)量該電容器的電容。實(shí)驗(yàn)操作如下:①小組成員按照?qǐng)D甲所示的電路進(jìn)行實(shí)物連接;②先將開(kāi)關(guān)S撥至1端,電源向電容器充電,電壓傳感器記錄這一過(guò)程中電壓隨時(shí)間變化的圖線,如圖乙所示;③然后將開(kāi)關(guān)S撥至2端,電容器放電,電流傳感器記錄這一過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖線,如圖丙所示。則:(1)電容器放電時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)椋唬ㄟx填“a→b”或“b→a”);(2)已知圖線與t軸所圍成的面積表示電荷量,若圖丙中圖線與t軸所圍的小格數(shù)約為60個(gè),則該電容器充電完畢后所帶的電荷量約為C,電容大小約為F。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)22.(23-24高一下·山東德州·期末)圖甲所示電路為“用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程”實(shí)驗(yàn)電路圖。開(kāi)關(guān)未閉合時(shí),電源的電壓。實(shí)驗(yàn)操作時(shí),單刀雙擲開(kāi)關(guān)先跟2相接。某時(shí)刻開(kāi)關(guān)改接1,一段時(shí)間后,把開(kāi)關(guān)再改接2。實(shí)驗(yàn)中使用了電流傳感器來(lái)采集電流隨時(shí)間的變化情況。開(kāi)關(guān)再改接2后得到的圖像如圖乙所示。(1)開(kāi)關(guān)改接1后流經(jīng)電阻上的電流方向?yàn)椋ㄌ睢白陨隙隆被颉白韵露稀保?2)已知電容器的電容為,則圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”為。(3)電容器充電后就儲(chǔ)存了能量,某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量與電容器的電容、電荷量及電容器兩極板間電壓之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā),認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功。為此他還做出電容器兩極板間的電壓隨電荷量變化的圖像如圖所示。按照他的想法,下列說(shuō)法正確的是()A.圖線的斜率越大,電容越小B.對(duì)同一電容器,電容器儲(chǔ)存的能量與電荷量成正比C.對(duì)同一電容器,電容器儲(chǔ)存的能量與電容器兩極板間電壓的平方成正比23.(23-24高一下·安徽·期末)(1)如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn),給電容器充電后與電源斷開(kāi),保持電荷量不變。若將B板向右移動(dòng)少許,靜電計(jì)指針偏角(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)某同學(xué)用圖乙所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象?,F(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)器材:電源電壓為5V(內(nèi)阻不計(jì))、電容器C、電阻箱R、毫安表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干。①將開(kāi)關(guān)S撥至位置1,電容器充電完畢后,將開(kāi)關(guān)S撥至位置2,此過(guò)程得到的圖像如圖丙所示,則電容器充電完畢后的電荷量為C,電容器的電容F。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)②如果不改變電路其他參數(shù),只增大電阻箱R接入電路的阻值,則此過(guò)程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將(選填“減小”“不變”或“增大”)。24.(23-24高一下·重慶江北·期中)某實(shí)驗(yàn)小組利用a圖所示電路測(cè)量一電容器的電容,實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電容器,電池組,定值電阻R,電壓傳感器,電流傳感器,計(jì)算機(jī),單刀雙擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)按a圖連接實(shí)物電路。先將開(kāi)關(guān)S從2端撥至1端,電源對(duì)電容器充電;再將開(kāi)關(guān)S撥至2端,電容器放電。傳感器將信息即時(shí)輸入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出圖(b)所示的電流I、電壓U隨時(shí)間t變化的圖線、圖線,則曲線表示電容器充電過(guò)程的圖線,曲線表示電容器放電過(guò)程的圖線。(選填①、②、③、④)(2)根據(jù)圖b估算當(dāng)電容器充電完畢時(shí)所帶的電荷量是C,計(jì)算電容器的電容C=μF。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(3)圖c中實(shí)線表示上述實(shí)驗(yàn)中得到的圖線,若串聯(lián)接入電路的干電池個(gè)數(shù)保持不變,增加電阻R,則得到圖線可能是圖丙中的虛線(選填“a”“b”“c”)?!绢}型06帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】25.(多選)(23-24高二上·江西撫州·期中)如圖為某直線加速器簡(jiǎn)化示意圖,設(shè)n個(gè)金屬圓筒沿軸線排成一串,各筒相間地連到正負(fù)極周期性變化的電源上,帶電粒子以一定的初速度沿軸線射入后可實(shí)現(xiàn)加速,則(

)A.帶電粒子在每個(gè)圓筒內(nèi)都做勻速運(yùn)動(dòng) B.帶電粒子只在圓筒間的縫隙處做加速運(yùn)動(dòng)C.直線加速器電源可以用恒定電流 D.從左向右各筒長(zhǎng)度之比為1:3:5:7……26.(23-24高三上·遼寧大連·期中)如圖甲所示,直線加速器由一個(gè)金屬圓板(序號(hào)為0)和多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒組成,其中心軸線在同一直線上,圓筒的長(zhǎng)度遵照一定的規(guī)律依次增加。圓板和圓筒與交流電源相連,序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和電源的一極相連,圓板和序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一極相連,交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示.若已知電子的質(zhì)量為、電荷量為、電壓的絕對(duì)值為,電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì).在時(shí),圓板中央的一個(gè)電子在圓板和圓筒之間的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速,沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1,電子在每個(gè)圓筒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均小于,且電子均在電壓變向時(shí)恰從各圓筒中射出,則()

A.圓筒內(nèi)不存在電場(chǎng),電子在圓筒內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)B.電子在各圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為C.在時(shí)奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為負(fù)值D.第個(gè)圓筒的長(zhǎng)度為27.(多選)(23-24高二上·湖南邵陽(yáng)·期末)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示,當(dāng)t=0時(shí),將一帶電粒子在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放,若帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子將做往復(fù)運(yùn)動(dòng) B.0~3s內(nèi),電場(chǎng)力做的總功不為零C.2s末帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D.3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)28.(23-24高二下·江蘇鹽城·期中)如圖甲所示,某加速裝置由多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列,其中心軸線在同一直線上,序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個(gè)極相連,序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和電源的另一個(gè)極相連.交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí),奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值,此時(shí)位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板(序號(hào)為0)中央的一個(gè)電子,在圓板和圓筒1之間的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速,沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1.為了盡可能保證電子運(yùn)動(dòng)到圓筒間隙中都能加速,電子在每個(gè)圓筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為,因此圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)必須遵照一定的規(guī)律.若已知電子的質(zhì)量為m、電子電荷量為、電壓的絕對(duì)值為u,周期為T(mén).求:(1)若忽略電子通過(guò)每個(gè)圓筒間隙的加速時(shí)間,求:a.電子在圓筒3中運(yùn)動(dòng)的速率v3;b.相鄰兩個(gè)金屬圓筒的長(zhǎng)度之比(N為圓筒的序號(hào)).(2)若電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間不可忽略,且圓筒間距為d,不考慮相對(duì)論效應(yīng),則在保持圓筒長(zhǎng)度、交變電壓的變化規(guī)律保持和(1)完全相同的情況下,經(jīng)過(guò)多少個(gè)圓筒可以讓電子達(dá)到最大速度?【題型07帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)】29.(23-24高一下·河北邯鄲·期中)長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電量為、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度緊貼上極板垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入該電場(chǎng),剛好從下極板邊緣射出,射出時(shí)速度恰與下極板成30°角,如圖所示,不計(jì)粒子重力,求:(1)求粒子從下極板邊緣射出時(shí)豎直方向的速度的大小;(2)求粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小;(3)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。30.(23-24高一下·江蘇無(wú)錫·期中)如圖,在某示波管中從熾熱金屬絲射出的電子流(初速度不計(jì)),經(jīng)加速電壓U1加速后,在S處沿水平方向垂直電場(chǎng)飛入平行板間,若兩板間的電壓為U2,板間距離為d,板長(zhǎng)為l。在平行板右側(cè)L處有一光屏,若電子能飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),打在光屏上的P點(diǎn),O是光屏上的點(diǎn),S和O在同一水平線上。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e。不計(jì)電子的重力。求:(1)電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度v0的大?。唬?)電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的豎直位移y;(3)求OP的距離Y。31.(23-24高一下·江蘇宿遷·期中)如圖所示,靜止于A處的離子,先經(jīng)電場(chǎng)加速后能沿圖中圓弧虛線勻速率地通過(guò)靜電分析器,靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射方向分布的電場(chǎng),然后再?gòu)腜點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左,電場(chǎng)左側(cè)QN為離子接收屏。已知:加速電壓U,加速后離子以速度v進(jìn)入靜電分析器,圓弧虛線的半徑為R;PN=d,離子重力不計(jì)。求:(1)離子的比荷;(2)靜電分析器圓弧虛線所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;(3)若PN上方勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),試計(jì)算屏QN至少要多長(zhǎng),才能確保打在屏上。32.(23-24高一下·江蘇無(wú)錫·期中)剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理如圖所示,讓混合粒子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)被極板吞噬,中性粒子繼續(xù)沿原有方向運(yùn)動(dòng)。若粒子束中的帶電離子的電荷量均為q,質(zhì)量均為m,動(dòng)能都是Ek,兩極板板長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為d。要使帶電離子都被極板吞噬,求:(1)離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小加速度;(2)兩極板上所加的最小電壓?!绢}型08帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(初速度垂直于電場(chǎng))】33.(23-24高一下·江蘇宿遷·期中)如圖甲所示,真空中水平放置兩塊長(zhǎng)度為d的平行金屬板P、Q,兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓,在兩板中線左側(cè)有一粒子源A,自t=0時(shí)刻開(kāi)始連續(xù)釋放初速度大小為v0,方向平行于金屬板的相同帶電粒子,t=0時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開(kāi)電場(chǎng),已知電場(chǎng)變化周期,不計(jì)粒子重力及相互間的作用力,則錯(cuò)誤的是()A.在t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度大小為v0B.在時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開(kāi)電場(chǎng)C.在時(shí)刻進(jìn)入的粒子在中線下方離開(kāi)電場(chǎng)D.任意時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開(kāi)板間時(shí)速度大小均為v034.(22-23高二上·安徽蕪湖·期中)如圖甲所示,兩水平金屬板間距為d,板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。時(shí)刻,質(zhì)量為m重力不能忽略的帶電微粒以初速度v。沿中線射入兩板間,時(shí)間內(nèi)微粒做勻速運(yùn)動(dòng),時(shí)刻微粒恰好從金屬板邊緣飛出,微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與金屬板接觸,重力加速度為g。于微粒在時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.微粒的末速度大小為 B.微粒的末速度沿水平方向C.微??朔妶?chǎng)力做功為 D.微粒的重力勢(shì)能增加了35.(23-24高三上·山東威?!て谥校┤鐖D1,在矩形MNPQ區(qū)域中有平行于PM方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為,一電荷量為,質(zhì)量為m帶電粒子以的初速度從M點(diǎn)沿MN方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),剛好從Q點(diǎn)射出。,。現(xiàn)保持電場(chǎng)強(qiáng)度的大小不變,使勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向按圖2做周期性變化。使帶電粒子仍以的初速度從M點(diǎn)沿MN方向進(jìn)入,粒子剛好能從QN邊界平行PQ方向射出。不計(jì)粒子重力,取圖1中方向?yàn)殡妶?chǎng)正方向。則下列說(shuō)法正確的是()

A.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C.電場(chǎng)變化的周期可能為 D.電場(chǎng)變化的周期可能為36.(23-24高二下·四川眉山·期中)如圖(a)所示,水平放置的平行金屬板間的距離,板長(zhǎng),在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于板的正中間,距金屬板右端處豎直放置一足夠大的熒光屏,現(xiàn)在板間加如圖(b)所示的方波形電壓,已知,在擋板的左側(cè),有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質(zhì)量,電荷量,速度大小均為,帶電粒子的重力不計(jì),求:(1)能從金屬板間右側(cè)飛出的粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(2)在時(shí)刻進(jìn)入的粒子能否射出電場(chǎng)?若能請(qǐng)求出其打在熒光屏上的位置到點(diǎn)的距離;(3)若撤去擋板,求熒光屏上出現(xiàn)的光帶長(zhǎng)度。37.如圖1所示,平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端安放著垂直金屬板的靶MN,現(xiàn)在A、B板間加上如圖2所示的方波形電壓,U0>0,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子束從AB的中點(diǎn)O沿平行于金屬板的方向OO'射入。設(shè)粒子能全部打在靶MN上,而且所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T(mén),不計(jì)重力影響,試問(wèn):(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,打在靶上何處?(2)求出靶MN上有粒子擊中的范圍,并指出哪些時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子打在靶的最上端,哪些時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子打在靶的最下端。(3)要使粒子能全部打在靶MN上,電壓U0應(yīng)滿足什么條件?(寫(xiě)出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可),并找到何時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的粒子能擊中O'點(diǎn)。38.(23-24高二上·河南·階段練習(xí))如圖甲,在xOy平面直角坐標(biāo)系第一象限存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E;第二象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小也為E;第四象限存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小也為E。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子從A點(diǎn)靜止釋放,A點(diǎn)位置坐標(biāo)為。不計(jì)該離子的重力。(1)求離子第一次通過(guò)y軸時(shí)的速度大??;(2)求離子第二次通過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo);(3)若離子第一次進(jìn)入第四象限后開(kāi)始計(jì)時(shí),第四象限中的電場(chǎng)按圖乙規(guī)律變化(圖中),忽略電場(chǎng)變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,求離子第4次通過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)?!绢}型09帶電粒子勻強(qiáng)電場(chǎng)中做一般的曲線運(yùn)動(dòng)】39.(多選)(22-23高三下·安徽·期中)如圖所示,A、B、C、D、F是半徑為R的圓周上五點(diǎn),AF為直徑,B、C、D三點(diǎn)將半圓弧均分,整個(gè)空間存在平行于圓面的勻強(qiáng)電場(chǎng),從A點(diǎn)沿圓面向各個(gè)方向射出質(zhì)量為m、電荷量為+q、速度大小為的帶電粒子,到達(dá)B點(diǎn)的粒子速度大小為,到達(dá)C點(diǎn)的粒子速度方向沿AC連線延長(zhǎng)線方向,不計(jì)粒子間的相互作用和粒子的重力,則下列判斷正確的是()

A.電場(chǎng)方向平行A、F連線 B.圓弧上D點(diǎn)電勢(shì)最低C.A、F兩點(diǎn)的電勢(shì)差為 D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為40.(多選)(22-23高三下·湖北武漢·期中)如圖所示,水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩帶電小球,小球所帶電量的大小相同、電性未知。現(xiàn)將兩小球用絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn),兩球靜止時(shí),它們距水平面的高度相等,線與豎直方向的夾角分別為α、β,且。不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.若a、b電性相反,球a的質(zhì)量一定大于球b的質(zhì)量B.若a、b電性相同,球a的質(zhì)量可能等于球b的質(zhì)量C.若同時(shí)剪斷兩根細(xì)線,a球可能先落地D.若同時(shí)剪斷兩根細(xì)線,a、b兩球一定同時(shí)落地41.(多選)(22-23高二上·山西晉中·期中)如圖所示,虛線是電場(chǎng)中的一組豎直等差等勢(shì)面,實(shí)線是一帶負(fù)電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,分別為運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面的交點(diǎn),下列判斷正確的是(

)A.圖中等勢(shì)面a的電勢(shì)最高 B.粒子在電場(chǎng)中做變加速運(yùn)動(dòng)C.粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小42.(23-24高二上·湖北·期中)在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出,其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上。M為軌跡的最高點(diǎn)。小球拋出時(shí)的動(dòng)能為64.0J,在M點(diǎn)的動(dòng)能為48.0J,不計(jì)空氣的阻力。求:(1)小球所受重力和電場(chǎng)力的比值;(2)小球水平位移x1與x2的比值;(3)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中最小動(dòng)能Ekmin?!绢}型10帶電物體在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題】43.(22-23高一下·江蘇南京·期中)如圖所示,在范圍足夠大、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶負(fù)電小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線與豎直方向的夾角為30°?,F(xiàn)使電場(chǎng)在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,同時(shí)改變電場(chǎng)的強(qiáng)弱,以保證小球位置始終保持不變。已知重力加速度為g。下列關(guān)于旋轉(zhuǎn)過(guò)程中電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小的說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)電場(chǎng)方向豎直向下時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最小,最小值B.當(dāng)電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最小,最小值C.當(dāng)電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最小,最小值D.當(dāng)電場(chǎng)方向沿水平方向時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最大,最大值44.(23-24高二上·四川成都·期中)兩塊正對(duì)的平行金屬板與水平面成角固定,豎直截面如圖所示。兩板間距10cm,電荷量為、質(zhì)量為的小球用長(zhǎng)為5cm的絕緣細(xì)線懸掛于A點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S,小球靜止時(shí),細(xì)線與板夾角為;剪斷細(xì)線,小球運(yùn)動(dòng)到板上的點(diǎn)(未標(biāo)出),求(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大??;(2)距離為多少?(3)小球運(yùn)動(dòng)到板上的點(diǎn)過(guò)程中電勢(shì)能改變了多少?45.(23-24高一下·上海浦東新·期末)如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定,下端拴一質(zhì)量為m的帶正電小球,將它置于一水平向右的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,當(dāng)細(xì)線與豎直方向偏角為θ時(shí),小球處于平衡狀態(tài),試問(wèn)∶(1)畫(huà)出小球的受力分析圖;(2)小球的帶電荷量q;(3)若改變電場(chǎng)方向仍保證小球在該位置平衡,則場(chǎng)強(qiáng)最小為多少?電場(chǎng)的方向如何?(用θ、E表示)46.(23-24高一下·福建福州·期末)如圖所示,在天花板與水平地面之間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。絕緣輕繩一端固定在天花板,另一端拴一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球。當(dāng)帶電小球靜止時(shí),輕繩與豎直方向的夾角,小球離地面的高度為。g取,,,求:(1)小球帶何種電荷;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;(3)剪斷輕繩,當(dāng)小球剛落地瞬間速度的大小?!绢}型11帶電物體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)】47.(23-24高一下·江蘇無(wú)錫·期中)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線,細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球。小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成θ角,此時(shí)讓小球獲得初速度且恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩子的最大拉力為()A. B. C. D.48.(多選)(23-24高一下·遼寧大連·期末)如圖所示,在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的電荷量為q的小球,系在一根長(zhǎng)為R的絕緣細(xì)線的一端,可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。AB為圓周的水平直徑,CD為豎直直徑。已知重力加速度的大小為g,電場(chǎng)強(qiáng)度。若小球恰能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是()A.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力最大 B.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能最大C.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大 D.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為49.(多選)(23-24高一下·重慶江北·期中)如圖所示,在豎直面內(nèi)有一半徑為R的圓環(huán)形軌道,軌道內(nèi)部最低點(diǎn)A處有一質(zhì)量為m的光滑帶正電的小球(可視作質(zhì)點(diǎn)),其所帶電荷量為q,在圓環(huán)區(qū)域內(nèi)存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度,現(xiàn)給小球一個(gè)水平向右的初速度v0,使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是()A.若v0,則小球可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng)B.若小球可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則軌道所給彈力的最大值與最小值相差C.若,則小球?qū)⒃谲壍雷罡唿c(diǎn)B處脫離軌道D.若,則小球機(jī)械能最大處的動(dòng)能為50.(多選)(23-24高二下·山東·期中)如圖所示,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下,所帶電荷量為-q,質(zhì)量為m的帶電小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線拴住,小球可以在豎直平面內(nèi)繞О做圓周運(yùn)動(dòng),A、B分別是軌跡的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。已知小球靜止時(shí)的位置是A點(diǎn),重力加速度大小為g,小球可以看成質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.若小球靜止在A點(diǎn)時(shí)給球一垂直繩的極小速度,則小球經(jīng)再次回到A點(diǎn)B.若小球靜止在A點(diǎn)時(shí)給球一垂直繩的極小速度,則小球經(jīng)再次回到A點(diǎn)C.若小球恰好可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則小球通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度最小值為D.若小球恰好可以做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則小球通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度最小值為51.(23-24高二上·湖北十堰·期中)如圖所示,BCDG是光滑絕緣的圓形軌道,位于豎直平面內(nèi),軌道半徑為R,下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))置于水平軌道上,滑塊受到的電場(chǎng)力大小為,滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度為g。(1)若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放,從釋放到滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)這一過(guò)程的電勢(shì)能變化量;(2)若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=10R的A點(diǎn)由靜止釋放,求滑塊到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力大小;(3)改變s的大小仍使滑塊由靜止釋放,且滑塊始終沿軌道滑行,并從G點(diǎn)飛出軌道,求s的最小值。52.(23-24高一下·浙江寧波·期中)用長(zhǎng)為的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線,拴一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球,細(xì)線的上端固定于O點(diǎn).現(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向成30°,如圖所示?,F(xiàn)向左拉小球使細(xì)線水平且拉直,由靜止釋放,重力加速度為g,求:(1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng);(2)小球釋放瞬間的加速度大小和方向;(3)小球第一次通過(guò)O點(diǎn)正下方時(shí)細(xì)繩的拉力大小?!绢}型12帶電物體在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】53.(23-24高二上·四川成都·期中)如圖所示,長(zhǎng)為l、傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中,一電荷量為+q(q>0)、質(zhì)量為m的帶電小球以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí),速度仍為v0,則()A.B.小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能C.若該電場(chǎng)是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的,則Q一定是正點(diǎn)電荷D.若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為54.(多選)(23-24高二上·江西·期中)如圖,在豎直平面內(nèi)有一水平放置,半徑為R、帶電荷量為且均勻分布的固定大圓環(huán)。建立以圓心O為坐標(biāo)原點(diǎn),豎直向上為x軸正方向的坐標(biāo)系(未畫(huà)出),圓環(huán)產(chǎn)生的電場(chǎng)在x軸上的分布如圖乙所示,圖中B、C兩點(diǎn)(未畫(huà)出)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大。一質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,依次經(jīng)過(guò)B、O、C、D點(diǎn)。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,,小球所帶電荷不影響電場(chǎng)分布,下列說(shuō)法正確的是(

)A.小球經(jīng)過(guò)D點(diǎn)的速度大小為B.圖乙中陰影部分的面積大小滿足C.小球在C點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度D.若B點(diǎn)到圓環(huán)邊緣的連線與之間的夾角為,則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為55.(多選)(23-24高二上·吉林松原·期中)如圖甲所示,在粗糙、絕緣的水平地面上,一質(zhì)量;的帶負(fù)電小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在處以的初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),小滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。整個(gè)區(qū)域存在沿水平方向的電場(chǎng),小滑塊在不同位置所具有的電勢(shì)能如圖乙所示,P點(diǎn)是圖線的最低點(diǎn),虛線AB是該圖線經(jīng)過(guò)處的切線,并且AB經(jīng)過(guò)(0,3)和(3,0)兩點(diǎn),取重力加速度大小,則()A.x=3m處的電勢(shì)最高B.小滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,它的速度始終在增大C.小滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí),它的速度最大D.小滑塊向右運(yùn)動(dòng)一定不能經(jīng)過(guò)處的位置56.(23-24高一下·遼寧大連·期中)如圖所示,與水平面成角的絕緣細(xì)桿AD穿過(guò)一固定均勻帶電圓環(huán),并垂直圓環(huán)所在平面,細(xì)桿與圓環(huán)所在平面的交點(diǎn)為圓環(huán)的圓心O,一套在細(xì)桿上的小球從A點(diǎn)以某一初速度沿桿向上運(yùn)動(dòng),恰能到達(dá)D點(diǎn),已知圓環(huán)半徑為L(zhǎng)、帶電量為,小球的質(zhì)量為m、帶電量為,,靜電力常量為k,重力加速度大小為g,絕緣細(xì)桿與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù),求:(1)圓環(huán)在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng);(2)小球在B點(diǎn)的加速度大?。唬?)小球在A點(diǎn)的動(dòng)能大小。【題型13示波管及應(yīng)用】57.(23-24高二下·浙江麗水·期中)有一種電子儀器叫作示波器,可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。示波器的核心部件是示波管,圖甲是它的原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空。電子槍的作用是產(chǎn)生高速飛行的一束電子。如果在電極YY'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化,在電極XX'之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化,則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是選項(xiàng)圖中()A.B.C. D.58.(多選)下面甲圖是示波器的結(jié)構(gòu)示意圖,乙圖是電視機(jī)顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖,二者相同的部分是電子槍(給電子加速形成電子束)和熒光屏(電子打在上面形成亮斑);不同的是使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)的部分:分別是勻強(qiáng)電場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)電極)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)線圈),即示波器是電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),顯像管是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。設(shè)某次電子束從電子槍射出后分別打在甲、乙兩圖中的P點(diǎn),則在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化,乙圖中電子的動(dòng)能沒(méi)有變化B.甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化,乙圖中電子的動(dòng)能也發(fā)生了變化C.甲圖中電子的速度發(fā)生了變化,乙圖中電子的速度也發(fā)生了變化D.以上兩種裝置都體現(xiàn)了場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的控制59.(多選)(23-24高二上·四川成都·期中)示波器的核心部件是示波管,示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,其原理圖如圖甲所示。下列說(shuō)法正確的是()A.如在XX'加圖a電壓,在YY'加圖c電壓,熒光屏上會(huì)看到一條與Y軸平行豎直亮線B.如果在XX'之間加圖b電壓,在YY'之間加圖c電壓,熒光屏上看到亮線是正弦曲線C.如果在XX'之間不加電壓,在YY'加圖a電壓,在熒光屏的Y軸上會(huì)看到一條亮線D.如果在XX'之間和YY'之間都加圖b的電壓,在熒光屏的坐標(biāo)原點(diǎn)上會(huì)看到一個(gè)亮斑60.(23-24高二上·北京西城·期中)利用電場(chǎng)來(lái)加速和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng),在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。如圖所示,M、N為豎直放置的平行金屬板,、為板上正對(duì)的小孔,兩板間所加電壓為,金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè),關(guān)于小孔、所在直線對(duì)稱,兩板間加有恒定的偏轉(zhuǎn)電壓?,F(xiàn)有一質(zhì)子和粒子從小孔處先后由靜止釋放,經(jīng)加速后穿過(guò)小孔水平向右進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已知粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q。(1)求粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小;(2)請(qǐng)判斷質(zhì)子和粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是否相同,并說(shuō)明理由。(3)交換M、N兩板的極性,使大量電子加速后連續(xù)不斷地穿過(guò)小孔水平向右進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),且進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度均為。已知極板P和Q的長(zhǎng)度,間距,兩極板間電壓為U。已知電子質(zhì)量,電荷量。若要電子不能穿過(guò)偏轉(zhuǎn)極板,求U至少為多大。專題04電容及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)TOC\o"1-1"\h\u【題型01電容】 1【題型02平行板電容器的決定式】 3【題型03平行板電容器中某一點(diǎn)的電勢(shì)】 6【題型04電容器的動(dòng)態(tài)分析】 9【題型05實(shí)驗(yàn)探究:電容器的充放電特點(diǎn)】 14【題型06帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】 18【題型07帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)】 21【題型08帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(初速度垂直于電場(chǎng))】 24【題型09帶電粒子勻強(qiáng)電場(chǎng)中做一般的曲線運(yùn)動(dòng)】 32【題型10帶電物體在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題】 35【題型11帶電物體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)】 39【題型12帶電物體在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】 45【題型01電容】1.(23-24高一下·浙江寧波·期末)有一電解電容器如圖所示,外殼上標(biāo)有“1000μF,10V”。下列關(guān)于該電容器的說(shuō)法,正確的是()A.該電容器在10V電壓以下不能正常工作B.當(dāng)所加電壓為8V時(shí),該電容器的電容為800μFC.該電容器能容納的電荷量最多為D.當(dāng)兩極加1V電壓時(shí),該電容器的電荷量為【答案】D【詳解】A.由標(biāo)稱值可知,該電解電容器用于10V及以下電壓時(shí)才能正常工作,故A錯(cuò)誤;B.電容器的電容由電容器本身決定,由工作電壓無(wú)關(guān),當(dāng)所加電壓為8V時(shí),該電容器的電容仍然為1000μF,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)兩極加10V電壓時(shí),該電容器的電荷量為故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)兩極加1V電壓時(shí),該電容器的電荷量為故D正確。故選D。2.(22-23高二上·上海奉賢·期末)電容器充電時(shí),其電荷量Q、電壓U、電容C之間的相互關(guān)系,不正確的是()A.

B.

C.

D.

【答案】A【詳解】ABD.電容器的電容取決于電容器本身的構(gòu)造,與電容器極板上的電荷量Q,極板間的電勢(shì)差U無(wú)關(guān),對(duì)于同一個(gè)電容器來(lái)說(shuō),其電容是不變的,不隨、變化,故A錯(cuò)誤,BD正確;C.根據(jù)電容器的公式,可得,當(dāng)電容不變時(shí),其電荷量與電壓成正比,故C正確。本題選錯(cuò)誤的,故選A。3.(多選)(23-24高二下·山西晉城·期末)有兩個(gè)不同的電容器和,電容器所帶電荷量Q與其兩端所加電壓U的關(guān)系如圖所示,圖中,電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能,關(guān)于兩電容器,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器的電容是的2倍B.電容器的電容是的C.當(dāng)兩電容器所帶電荷量相同時(shí),電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能大于電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能D.圖中陰影部分代表電容器在時(shí)所儲(chǔ)存的電勢(shì)能【答案】AD【詳解】AB.根據(jù),電容器的電容是的2倍,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.當(dāng)兩電容器所帶電荷量相同時(shí),電容器兩端電壓小,電容器儲(chǔ)存的電勢(shì)能小,根據(jù)微元法可知,圖中陰影部分代表電容器在時(shí)所儲(chǔ)存的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤,D正確。故選AD。4.(22-23高一下·陜西西安·期末)如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在恒壓電源正、負(fù)兩級(jí)上,電源電壓為,電容器的電容為,兩極板間距為,點(diǎn)到B板的垂直距離為,B極板接地。求:(1)平行板電容器極板上所帶的電荷量;(2)點(diǎn)處的電勢(shì)?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】(1)平行板電容器極板上所帶的電荷量為(2)平行板電容器兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度為B板接地,P點(diǎn)處的電勢(shì)為【題型02平行板電容器的決定式】5.(多選)(2024·云南·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,兩個(gè)平行板電容器AB和A'B'水平放置,A板用導(dǎo)線與B'板相連,B板和A'板都接地,A、B'板帶正電。電容器AB電壓為,帶電量為;電容器A'B'電壓為,帶電量為,若將右邊電容器間的絕緣介質(zhì)抽出,則()A.減小 B.減小 C.減小 D.增大【答案】BD【詳解】將絕緣介質(zhì)抽出,由電容的決定式可知變小,不變,其中,,不變,綜合以上分析可知:增加,減小,、均增大。故選BD。6.(多選)(23-24高二上·重慶·期末)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖,電容器上極板固定,下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng),兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,則此過(guò)程中()A.電容器電容變大 B.兩極板間距離增大C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大 D.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小【答案】BD【詳解】A.根據(jù)電容定義式可知材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,兩極板間電壓不變,則電容器電容變小。故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電容的決定式,由于電容變小,可知極板間距增大,故B正確;CD.根據(jù),可知由于兩極板間電壓不變,極板間距增大,則極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。7.平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=1.2×102V/m,極板間距離d=5cm,電場(chǎng)中C點(diǎn)和D點(diǎn)分別到A、B兩板的距離均為0.5cm,B板接地,求:(1)D點(diǎn)的電勢(shì)和C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差;(2)若該金屬板所帶電荷量為6×10﹣8C,將其視為平行板電容器,其電容值為多大?【答案】(1),;(2)【詳解】(1)由于板接地,所以的電勢(shì)為零,又由于板是正極板,所以電場(chǎng)線的方向是豎直向上的,對(duì)于點(diǎn),對(duì)于點(diǎn),所以(2)根據(jù)平行板電容器公式,聯(lián)立解得8.如圖所示的平行金屬板電容器的電容,極板A、B之間可以看成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng),極板間距離為L(zhǎng)=5cm,電場(chǎng)中c點(diǎn)到A極板、d點(diǎn)到B極板的距離均為0.5cm,B極板接地。求:(1)B極板所帶電荷量Q;(2)d點(diǎn)處的電勢(shì)φd;(3)將電荷量的負(fù)點(diǎn)電荷從d移到c,靜電力的功Wdc?!敬鸢浮浚?)C;(2)-6V;(3)【詳解】(1)BA間的電勢(shì)差為VB極板所帶電荷量Q為C(2)B極板與d之間的電勢(shì)差為d點(diǎn)處的電勢(shì)(3)d、c之間的距離為d、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為靜電力做的功【題型03平行板電容器中某一點(diǎn)的電勢(shì)】9.(23-24高一下·重慶·期中)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)按鍵的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)由平行板電容器組成,每個(gè)按鍵的結(jié)構(gòu)圖、電路圖如圖甲、乙所示。在每個(gè)按鍵的正下方存在相互平行的活動(dòng)金屬片、固定金屬片,即平行板電容器的兩塊極板,兩個(gè)金屬片間隙充滿空氣(絕緣介質(zhì)),當(dāng)用力壓下某按鍵時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.電容器電容減小 B.電容器極板所帶電荷量增加C.電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱 D.電容器將進(jìn)行短暫的放電過(guò)程【答案】B【詳解】A.由平行板電容器電容的決定式可知,用力壓下某按鍵時(shí),板間的距離減小,則電容增大,A錯(cuò)誤;BD.電容增大,電壓不變,由電容的定義式可知,電容器極板所帶電荷量增加,電容器將進(jìn)行短暫的充電過(guò)程,B正確,D錯(cuò)誤;C.由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系公式可知,電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,C錯(cuò)誤。故選B。10.(23-24高二上·江西吉安·期末)如圖所示,垂直絕緣水平面放置有長(zhǎng)度為,水平距離為a的兩極板,兩極板上分別帶有等量的異種電荷。現(xiàn)保持兩極板下端在水平面上的位置不變,將兩極板偏轉(zhuǎn)至與水平面成,偏轉(zhuǎn)前后兩極板的電容分別為,則為()A. B.C. D.【答案】D【詳解】已知本題中只有d和S發(fā)生了變化,設(shè)變化前后分別為,由幾何關(guān)系可知,所以故選D。11.如圖所示,平行板電容器帶等量異種電荷,下極板接地,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則()A.電容器的電容減小 B.帶電油滴帶正電荷C.帶電油滴仍將靜止 D.P點(diǎn)的電勢(shì)將升高【答案】C【詳解】A.上極板下移時(shí),則d減小,由,可知C增大,A錯(cuò)誤;B.由帶電油滴原來(lái)處于平衡狀態(tài)可知電場(chǎng)力方向豎直向上,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下,則油滴帶負(fù)電,B錯(cuò)誤;C.平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,由于電容器兩板帶電量不變,根據(jù),可知板間場(chǎng)強(qiáng)不變,油滴所受的電場(chǎng)力不變,則油滴仍靜止,C正確;D.場(chǎng)強(qiáng)E不變,而P點(diǎn)與下極板間的距離不變,則由公式析可知,P點(diǎn)與下極板間電勢(shì)差將不變,則P點(diǎn)的電勢(shì)不變,D錯(cuò)誤;故選C。12.如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源連接,下極板接地,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,以下判斷錯(cuò)誤的是()A.帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng) B.P點(diǎn)的電勢(shì)將升高C.平行板電容器的電容將變小 D.電容器所帶電荷量將減少【答案】B【詳解】A.平行板電容器與直流電源連接,其電壓保持不變,將上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,板間場(chǎng)強(qiáng)減小,油滴所受電場(chǎng)力減小,油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)。故A正確,不符合題意;B.平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,板間距離增大,電容器的電壓不變,根據(jù)知板間場(chǎng)強(qiáng)減小,由U=Ed得知,P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小,板間場(chǎng)強(qiáng)方向向下,P點(diǎn)電勢(shì)比下極板高,則可知,P點(diǎn)的電勢(shì)降低。故B正確,不符合題意;C.平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則間距變大,導(dǎo)致電容變小。故C正確,不符合題意;D.將上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,板間距離增大,電容減小,電容器的電壓不變,由Q=CU得到,電量Q減小。故D正確,不符合題意。故選B。13.(23-24高一下·山東臨沂·期末)如圖所示,帶電的平行板電容器與靜電計(jì)連接,下極板接地,靜電計(jì)外殼接地,已知電容器上極板帶正電,穩(wěn)定時(shí)一帶電的油滴恰好靜止于兩極板間的點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()A.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微下移一點(diǎn)距離,靜電計(jì)的張角變大B.保持上極板不動(dòng),將下極板稍微下移一點(diǎn)距離,液滴將向下運(yùn)動(dòng)C.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,點(diǎn)電勢(shì)將升高D.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,帶電油滴仍靜止不動(dòng)【答案】C【詳解】A.將上極板稍微下移一點(diǎn)距離,則d減小,根據(jù)可知C增大,根據(jù)電荷量Q不變,則U減小,靜電計(jì)張角變小,故A錯(cuò)誤;B.一帶電的油滴恰好靜止于兩極板間的點(diǎn),根據(jù)受力分析可知油滴帶負(fù)電,保持上極板不動(dòng),將下極板稍微下移一點(diǎn)距離,則d增大,根據(jù)可得可知電場(chǎng)強(qiáng)度不變,則油滴不運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,則S減小,根據(jù)可知電場(chǎng)強(qiáng)度變大,油滴距離下極板的距離不變,根據(jù)可知電勢(shì)升高,故C正確;D.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,則S減小,根據(jù)可知電場(chǎng)強(qiáng)度增大,則電場(chǎng)力增大,帶電油滴向上運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤;故選C。14.(23-24高一下·重慶渝中·期末)在如圖所示電路中,蓄電池的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻,電阻,電容的平行板電容器水平放置且下極板接地。一帶電油滴位于板間正中央點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()A.油滴帶正電 B.上極板所帶電荷量為C.若將下極板緩慢上移少許,點(diǎn)的電勢(shì)降低D.若將上極板緩慢左移少許,油滴將向上移動(dòng)【答案】C【詳解】A.平板電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向下,由受力平衡得電場(chǎng)力方向與重力方向相反為豎直向上,則油滴帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;B.兩端的電壓為則上極板所帶的電荷量為故B錯(cuò)誤;C.若將下極板上移,則板間距離減小,場(chǎng)強(qiáng)增大,上極板到點(diǎn)間的電勢(shì)差增大,則到下極板間的電勢(shì)差減小,P點(diǎn)的電勢(shì)降低,故C正確;D.若將上極板左移,兩極板間的電壓保持不變,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,則油滴保持靜止,故D錯(cuò)誤。故選C?!绢}型04電容器的動(dòng)態(tài)分析】15.(23-24高二下·四川宜賓·期末)如圖,利用電勢(shì)差計(jì)和帶電擺球研究平行板電容器。平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)。若發(fā)現(xiàn)電勢(shì)差計(jì)指針張角變小,擺球懸線偏角不變,下列操作可能的是()

A.板間距離減小 B.板間距離增大C.減小兩板正對(duì)面積 D.平行板間放入電介質(zhì)【答案】A【詳解】設(shè)懸線與豎直方向的夾角為,兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為,小球帶電量為,小球質(zhì)量為,由平衡條件得AB.平行板電容器充電后與電源斷開(kāi),電容器所帶電荷量不變,由,再結(jié)合,可得可知只改變板間距離,平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故板間距離減小或增大,擺球懸線偏角不變。板間距離減小,增大,不變,則減小,電勢(shì)差計(jì)指針張角變?。话彘g距離增大,減小,不變,則增大,電勢(shì)差計(jì)指針張角變大,故A正確,B錯(cuò)誤;C.由,減小兩板正對(duì)面積,減小,不變,則增大,電勢(shì)差計(jì)指針張角變大,故C錯(cuò)誤;D.平行板間放入電介質(zhì),由,增大,不變,則減小,電勢(shì)差計(jì)指針張角變小,由得減小,擺球懸線偏角減小,故D錯(cuò)誤。故選A。16.(23-24高一下·山東淄博·期末)某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線如圖甲所示,將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中,并與恒壓電源、電流表等構(gòu)成如圖乙所示的電路,閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后,若增大溶液濃度,則(

)A.溶液的相對(duì)介電常數(shù)增大 B.電容器的電容增大C.電容器所帶的電荷量減小 D.溶液濃度增大過(guò)程中電流方向?yàn)镹→M【答案】C【詳解】A.由甲圖可知,增大溶液濃度,溶液的相對(duì)介電常數(shù)減小。故A錯(cuò)誤;B.根據(jù),可知電容器的電容減小。故B錯(cuò)誤;C.根據(jù),可知極板上電壓保持不變,電容器所帶的電荷量將減小。故C正確;D.綜上所述,溶液濃度增大過(guò)程中,電容器處于放電狀態(tài),電流方向?yàn)镸→N。故D錯(cuò)誤。故選C。17.(23-24高一下·遼寧本溪·期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器,如圖所示。將電容器與靜電計(jì)組成回路,P點(diǎn)為極板間的一點(diǎn)??蓜?dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng),風(fēng)力越大,移動(dòng)距離越大(可動(dòng)電極不會(huì)到達(dá)P點(diǎn))。若極板上電荷量保持不變,則下列說(shuō)法正確的是()A.風(fēng)力越大,電容器電容越小 B.風(fēng)力越大,靜電計(jì)指針張角越小C.風(fēng)力越大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度越大 D.風(fēng)力越大,P點(diǎn)的電勢(shì)仍保持不變【答案】B【詳解】A.根據(jù),風(fēng)力越大,兩板間的距離d越小,電容器電容C越大,A錯(cuò)誤;B.根據(jù),解得風(fēng)力越大,兩板間的距離d越小,兩板之間的電勢(shì)差越小,靜電計(jì)指針張角越小,B正確;C.根據(jù),,解得風(fēng)力越大,兩板間的距離d越小,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度與距離d無(wú)關(guān),電場(chǎng)強(qiáng)度不變,C錯(cuò)誤;D.根據(jù),解得風(fēng)力越大,P點(diǎn)到負(fù)極板之間的距離越小,P點(diǎn)的電勢(shì)越小,D錯(cuò)誤。故選B。18.(23-24高一下·山東聊城·期末)如圖所示,平行板電容器兩極板帶有等量異種電荷,在與兩極板等間距的P點(diǎn)固定一個(gè)點(diǎn)電荷。將電容器的下極板接地,此時(shí)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E1,下極板電荷量為Q1,點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為Ep1,P點(diǎn)的電勢(shì)為φ1。然后保持下極板位置不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至虛線位置,此時(shí)板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E2,下極板電荷量為Q2,點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為Ep2,P點(diǎn)的電勢(shì)為φ2。下列判斷正確的是()A. B. C. D.【答案】C【詳解】A.根據(jù),得即電場(chǎng)強(qiáng)度與兩極板間距無(wú)關(guān),所以故A錯(cuò)誤;BD.由于電容器下極板接地,電勢(shì)為零,且P點(diǎn)離下極板的距離保持不變,根據(jù)U=Ed可知P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變,P點(diǎn)的電勢(shì)不變根據(jù)Ep=知電勢(shì)能Ep不變,即故BD錯(cuò)誤;C.電容器上下極板電量等量,不變故C正確。故選C。19.如圖所示,為中間插有電介質(zhì)的電容器,a和b為其兩極板,a板接地,M和N為兩水平放置的平行金屬板,當(dāng)金屬板帶上一定電荷以后,兩板間的一帶電小球P處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知M板與b板用導(dǎo)線相連,N板接地,在以下方法中,能使P向下運(yùn)動(dòng)的是()A.增大間的距離 B.減小間的距離C.取出兩極板間的電介質(zhì) D.換一塊形狀大小相同,介電常數(shù)更大的電介質(zhì)【答案】D【詳解】電容器ab與平行金屬板MN并聯(lián),M,b是等勢(shì)面,因此、電壓相等,即Q總量不變,即故因此MN兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為①A.當(dāng)增大ab間的距離,根據(jù)電容決定式可知電容減小,由①式可知MN板間的場(chǎng)強(qiáng)變強(qiáng),P向上運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B.減小MN間的距離時(shí),由①式可知MN板間的場(chǎng)強(qiáng)變強(qiáng),P向上運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.取出ab兩極板間的電介質(zhì),電容減小,由①式可知MN板間的場(chǎng)強(qiáng)變強(qiáng),P向上運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.換一塊形狀大小相同,介電常數(shù)更大的電介質(zhì),電容增大,由①式可知MN板間的場(chǎng)強(qiáng)變?nèi)?,P向下運(yùn)動(dòng),故D正確。故選D。20.(多選)(23-24高一下·山東棗莊·期末)如圖所示,保持電容器極板的正對(duì)面積與極板間的均勻電介質(zhì)都不變化,手持絕緣棒將左極板緩慢向左平移一小段距離,通過(guò)靜電計(jì)指針偏角的變化確定電容器兩極板間電勢(shì)差的變化。不計(jì)電容器上電荷量的變化,左極板接地,P為兩極板間的一點(diǎn)。在電容器的左極板向左平移的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.電容器的電容變大B.靜電計(jì)指針偏角變大C.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.P點(diǎn)的電勢(shì)降低【答案】BC【詳解】A.將左極板緩慢向左平移一小段距離,則兩極板間的距離增加,由于平行板電容器的公式可知,其電容器的電容減小,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.由于平行板電容器未與電源相連,所以該電容器所帶電荷量不變,由于由題意可知,其電容器兩極板間的距離增加,電荷量不變,所以電壓U增加,即靜電計(jì)指針偏角變大,故B項(xiàng)正確;C.由于又因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)中有整理有由上述式子分析可知,其平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故C項(xiàng)正確;D.由題意可知,左側(cè)極板接地,即左側(cè)極板的電勢(shì)不變?yōu)榱?,有由之前的分析可知,電?chǎng)強(qiáng)度大小不變,左極板電勢(shì)不變?yōu)榱?,P點(diǎn)到左極板的距離增加,所以P點(diǎn)電勢(shì)升高,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選BC。【題型05實(shí)驗(yàn)探究:電容器的充放電特點(diǎn)】21.(23-24高一下·山東菏澤·期末)電流傳感器不僅可以和電流表一樣測(cè)電流,而且還具有反應(yīng)快、能捕捉到瞬間電流變化等優(yōu)點(diǎn)。某學(xué)習(xí)小組用傳感器觀察電容器的充放電現(xiàn)象并測(cè)量該電容器的電容。實(shí)驗(yàn)操作如下:①小組成員按照?qǐng)D甲所示的電路進(jìn)行實(shí)物連接;②先將開(kāi)關(guān)S撥至1端,電源向電容器充電,電壓傳感器記錄這一過(guò)程中電壓隨時(shí)間變化的圖線,如圖乙所示;③然后將開(kāi)關(guān)S撥至2端,電容器放電,電流傳感器記錄這一過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖線,如圖丙所示。則:(1)電容器放電時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)椋唬ㄟx填“a→b”或“b→a”);(2)已知圖線與t軸所圍成的面積表示電荷量,若圖丙中圖線與t軸所圍的小格數(shù)約為60個(gè),則該電容器充電完畢后所帶的電荷量約為C,電容大小約為F。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1) (2)【詳解】(1)電容器上極板帶正電,則放電時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→a;(2)[1]該電容器充電完畢后所帶的電荷量約為[2]電容大小約為22.(23-24高一下·山東德州·期末)圖甲所示電路為“用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程”實(shí)驗(yàn)電路圖。開(kāi)關(guān)未閉合時(shí),電源的電壓。實(shí)驗(yàn)操作時(shí),單刀雙擲開(kāi)關(guān)先跟2相接。某時(shí)刻開(kāi)關(guān)改接1,一段時(shí)間后,把開(kāi)關(guān)再改接2。實(shí)驗(yàn)中使用了電流傳感器來(lái)采集電流隨時(shí)間的變化情況。開(kāi)關(guān)再改接2后得到的圖像如圖乙所示。(1)開(kāi)關(guān)改接1后流經(jīng)電阻上的電流方向?yàn)椋ㄌ睢白陨隙隆被颉白韵露稀保?2)已知電容器的電容為,則圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”為。(3)電容器充電后就儲(chǔ)存了能量,某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量與電容器的電容、電荷量及電容器兩極板間電壓之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā),認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功。為此他還做出電容器兩極板間的電壓隨電荷量變化的圖像如圖所示。按照他的想法,下列說(shuō)法正確的是()A.圖線的斜率越大,電容越小B.對(duì)同一電容器,電容器儲(chǔ)存的能量與電荷量成正比C.對(duì)同一電容器,電容器儲(chǔ)存的能量與電容器兩極板間電壓的平方成正比【答案】(1)自上而下 (2) (3)AC【詳解】(1)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),電源給電容器充電,電容器上極板接正極,充電完成,上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,電子自下而上流經(jīng)電阻,故開(kāi)關(guān)改接1后流經(jīng)電阻上的電流方向?yàn)樽陨隙拢唬?)圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”為電容器充電后所帶電荷量,由得(3)A.由得圖線的斜率為,故圖線的斜率越大,電容越小,故A正確;BC.電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功,也等于圖像所圍的面積,解得從上面的式子看出,電容器儲(chǔ)存的能量與電荷量的平方成正比,對(duì)同一電容器,電容器儲(chǔ)存的能量與電容器兩極板間電壓的平方成正比,故B錯(cuò)誤,故C正確。故選AC。23.(23-24高一下·安徽·期末)(1)如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn),給電容器充電后與電源斷開(kāi),保持電荷量不變。若將B板向右移動(dòng)少許,靜電計(jì)指針偏角(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)某同學(xué)用圖乙所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)器材:電源電壓為5V(內(nèi)阻不計(jì))、電容器C、電阻箱R、毫安表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干。①將開(kāi)關(guān)S撥至位置1,電容器充電完畢后,將開(kāi)關(guān)S撥至位置2,此過(guò)程得到的圖像如圖丙所示,則電容器充電完畢后的電荷量為C,電容器的電容F。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)②如果不改變電路其他參數(shù),只增大電阻箱R接入電路的阻值,則此過(guò)程的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將(選填“減小”“不變”或“增大”)?!敬鸢浮?1)變小(2)///不變【詳解】(1)給電容器充電后與電源斷開(kāi),即保持電荷量不變。若將B板右移,則極板間距減小,根據(jù)則電容增大;根據(jù)則電勢(shì)差減少,靜電計(jì)指針偏角變小。(2)①[1][2]電容器放電時(shí),根據(jù)公式可知,在圖像中,圖線與橫軸圍成的面積表示通過(guò)電荷量的多少,由圖乙可知圖線與橫軸圍成的面積為30個(gè)小格,則電容器開(kāi)始放電時(shí)所帶的電荷量為根據(jù)題意及圖甲可知,電容器充電結(jié)束時(shí),兩極板間電壓為5V,則電容器的電容為②[3]根據(jù)可知,如果不改變電路其他參數(shù),只減小電阻R,極板上的電荷量不變,則圖像中,圖線與橫軸圍成面積不變。24.(23-24高一下·重慶江北·期中)某實(shí)驗(yàn)小組利用a圖所示電路測(cè)量一電容器的電容,實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電容器,電池組,定值電阻R,電壓傳感器,電流傳感器,計(jì)算機(jī),單刀雙擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)按a圖連接實(shí)物電路。先將開(kāi)關(guān)S從2端撥至1端,電源對(duì)電容器充電;再將開(kāi)關(guān)S撥至2端,電容器放電。傳感器將信息即時(shí)輸入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出圖(b)所示的電流I、電壓U隨時(shí)間t變化的圖線、圖線,則曲線表示電容器充電過(guò)程的圖線,曲線表示電容器放電過(guò)程的圖線。(選填①、②、③、④)(2)根據(jù)圖b估算當(dāng)電容器充電完畢時(shí)所帶的電荷量是C,計(jì)算電容器的電容C=μF。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(3)圖c中實(shí)線表示上述實(shí)驗(yàn)中得到的圖線,若串聯(lián)接入電路的干電池個(gè)數(shù)保持不變,增加電阻R,則得到圖線可能是圖丙中的虛線(選填“a”“b”“c”)?!敬鸢浮?1)①④(2) (3)c【詳解】(1)[1]充電過(guò)程,電壓逐漸增大,且增大的越來(lái)越慢,故電壓隨時(shí)間變化的圖線為①;[2]放電過(guò)程電壓逐漸變小,減小的越來(lái)越慢,電容器放電,放電電流與充電電流方向相反,電流逐漸變小,且減小的越來(lái)越慢,故電流隨時(shí)間變化的圖像為④。(2)[1]由圖(b)圖線④表示電容器放電過(guò)程的圖線,圖線與坐標(biāo)軸圍的面積表示放電的總電荷量,即電容器充電完畢時(shí)所帶的電荷量[2]電容器的電容為(3)由于干電池個(gè)數(shù)保持不變,充電完成時(shí)電容器兩端電壓不變,電荷量不變,增加電阻,則放電初始電流減小,電荷量不變即圖線與坐標(biāo)軸所圍面積不變,則圖線可能是虛線c?!绢}型06帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)】25.(多選)(23-24高二上·江西撫州·期中)如圖為某直線加速器簡(jiǎn)化示意圖,設(shè)n個(gè)金屬圓筒沿軸線排成一串,各筒相間地連到正負(fù)極周期性變化的電源上,帶電粒子以一定的初速度沿軸線射入后可實(shí)現(xiàn)加速,則(

)A.帶電粒子在每個(gè)圓筒內(nèi)都做勻速運(yùn)動(dòng) B.帶電粒子只在圓筒間的縫隙處做加速運(yùn)動(dòng)C.直線加速器電源可以用恒定電流 D.從左向右各筒長(zhǎng)度之比為1:3:5:7……【答案】AB【詳解】AB.由于同一個(gè)金屬筒所在處的電勢(shì)相同,內(nèi)部無(wú)場(chǎng)強(qiáng),故粒子在筒內(nèi)必做勻速直線運(yùn)動(dòng);而前后兩筒間有電勢(shì)差,故粒子每次穿越縫隙時(shí)將被電場(chǎng)加速,故AB正確;C.粒子要持續(xù)加速,電場(chǎng)力要對(duì)其做正功,所以電源正負(fù)極要改變,故C錯(cuò)誤。D.設(shè)粒子進(jìn)入第n個(gè)圓筒中的速度為。則第n個(gè)圓筒的長(zhǎng)度為根據(jù)動(dòng)能定理得聯(lián)立解得可知從左向右各筒長(zhǎng)度之比不等于1:3:5:7……,故D錯(cuò)誤。故選AB。26.(23-24高三上·遼寧大連·期中)如圖甲所示,直線加速器由一個(gè)金屬圓板(序號(hào)為0)和多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒組成,其中心軸線在同一直線上,圓筒的長(zhǎng)度遵照一定的規(guī)律依次增加。圓板和圓筒與交流電源相連,序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和電源的一極相連,圓板和序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一極相連,交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示.若已知電子的質(zhì)量為、電荷量為、電壓的絕對(duì)值為,電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì).在時(shí),圓板中央的一個(gè)電子在圓板和圓筒之間的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速,沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1,電子在每個(gè)圓筒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均小于,且電子均在電壓變向時(shí)恰從各圓筒中射出,則()

A.圓筒內(nèi)不存在電場(chǎng),電子在圓筒內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)B.電子在各圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為C.在時(shí)奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為負(fù)值D.第個(gè)圓筒的長(zhǎng)度為【答案】AD【詳解】A.因一個(gè)筒只接一個(gè)電極,所以金屬筒內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,電子在筒內(nèi)不受力,做勻速運(yùn)動(dòng)。故A正確;B.因?yàn)橥查L(zhǎng)是按一定的規(guī)律增加的,那么電子在每個(gè)筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間必須為交流電周期的一半,即均為。故B錯(cuò)誤;C.因?yàn)樵跁r(shí),圓板中央的一個(gè)電子在圓板和圓筒之間的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速,沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1,則此時(shí)圓筒1電勢(shì)高,即在時(shí)奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值。故C錯(cuò)誤;D.設(shè)粒子進(jìn)入第n個(gè)筒時(shí)的速度為vn。由動(dòng)能定理可得,解得所以第n個(gè)筒的長(zhǎng)度為,故D正確。故選AD。27.(多選)(23-24高二上·湖南邵陽(yáng)·期末)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示,當(dāng)t=0時(shí),將一帶電粒子在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放,若帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子將做往復(fù)運(yùn)動(dòng) B.0~3s內(nèi),電場(chǎng)力做的總功不為零C.2s末帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D.3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)【答案】AD【詳解】由牛頓第二定律可知,帶電粒子在第1s內(nèi)的加速度大小為在第2s內(nèi)加速度大小為因此帶電粒子在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在內(nèi)向負(fù)方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動(dòng),內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),內(nèi)向正方向做加速度大小為的勻減速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí),帶電粒子速度剛好減為0且回到出發(fā)點(diǎn);A.綜上分析可知,帶電粒子做周期性的往返運(yùn)動(dòng),故A正確;B.0~3s內(nèi),電場(chǎng)力做的總功為零,故B錯(cuò)誤;C.1.5s末,帶電粒子離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),故C錯(cuò)誤;D.3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn),故D正確。故選AD。28.(23-24高二下·江蘇鹽城·期中)如圖甲所示,某加速裝置由多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列,其中心軸線在同一直線上,序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個(gè)極相連,序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和電源的另一個(gè)極相連.交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí),奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為正值,此時(shí)位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板(序號(hào)為0)中央的一個(gè)電子,在圓板和圓筒1之間的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速,沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1.為了盡可能保證電子運(yùn)動(dòng)到圓筒間隙中都能加速,電子在每個(gè)圓筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為,因此圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)必須遵照一定的規(guī)律.若已知電子的質(zhì)量為m、電子電荷量為、電壓的絕對(duì)值為u,周期為T(mén).求:(1)若忽略電子通過(guò)每個(gè)圓筒間隙的加速時(shí)間,求:a.電子在圓筒3中運(yùn)動(dòng)的速率v3;b.相鄰兩個(gè)金屬圓筒的長(zhǎng)度之比(N為圓筒的序號(hào)).(2)若電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間不可忽略,且圓筒間距為d,不考慮相對(duì)論效應(yīng),則在保持圓筒長(zhǎng)度、交變電壓的變化規(guī)律保持和(1)完全相同的情況下,經(jīng)過(guò)多少個(gè)圓筒可以讓電子達(dá)到最大速度?【答案】(1),;(2)【詳解】(1)根據(jù)動(dòng)能定理有,解得(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,結(jié)合動(dòng)能定理有解得,則(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有根據(jù)牛頓第二定律有,解得經(jīng)過(guò)個(gè)圓筒可以讓電子達(dá)到最大速度?!绢}型07帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)】29.(23-24高一下·河北邯鄲·期中)長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電量為、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度緊貼上極板垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入該電場(chǎng),剛好從下極板邊緣射出,射出時(shí)速度恰與下極板成30°角,如圖所示,不計(jì)粒子重力,求:(1)求粒子從下極板邊緣射出時(shí)豎直方向的速度的大小;(2)求粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??;(3)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向?!敬鸢浮浚?);(2);(3),方向豎直向下【詳解】(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)豎直方向的速度的大小(2)粒子水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng),則解得粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。?)根據(jù)可得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小方向豎直向下。30.(23-24高一下·江蘇無(wú)錫·期中)如圖,在某示波管中從熾熱金屬絲射出的電子流(初速度不計(jì)),經(jīng)加速電壓U1加速后,在S處沿水平方向垂直電場(chǎng)飛入平行板間,若兩板間的電壓為U2,板間距離為d,板長(zhǎng)為l。在平行板右側(cè)L處有一光屏,若電子能飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),打在光屏上的P點(diǎn),O是光屏上的點(diǎn),S和O在同一水平線上。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e。不計(jì)電子的重力。求:(1)電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度v0的大?。唬?)電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的豎直位移y;(3)求OP的距離Y。【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速過(guò)程,由動(dòng)能定理得解得電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度大小為(2)電子在偏振電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有豎直方向有,聯(lián)立可得電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的豎直位移為(3)設(shè)電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度與水平方向夾角為,根據(jù)類平拋推論可得根據(jù)電子出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),將電子出電場(chǎng)時(shí)的速度反向延長(zhǎng),延長(zhǎng)線與板間的中心線相交于板的中點(diǎn),根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得31.(23-24高一下·江蘇宿遷·期中)如圖所示,靜止于A處的離子,先經(jīng)電場(chǎng)加速后能沿圖中圓弧虛線勻速率地通過(guò)靜電分析器,靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射方向分布的電場(chǎng),然后再?gòu)腜點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左,電場(chǎng)左側(cè)QN為離子接收屏。已知:加速電壓U,加速后離子以速度v進(jìn)入靜電分析器,圓弧虛線的半徑為R;PN=d,離子重力不計(jì)。求:(1)離子的比荷;(2)靜電分析器圓弧虛線所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;(3)若PN上方勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),試計(jì)算屏QN至少要多長(zhǎng),才能確保打在屏上。【答案】(1);(2);(3)h=d【詳解】(1)離子在加速電場(chǎng)中加速,根據(jù)動(dòng)能定理,解得(2)離子在輻向電場(chǎng)中電場(chǎng)力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,解得(3)離子做類平拋運(yùn)動(dòng),其中·,解得h=d32.(23-24高一下·江蘇無(wú)錫·期中)剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理如圖所示,讓混合粒子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)被極板吞噬,中性粒子繼續(xù)沿原有方向運(yùn)動(dòng)。若粒子束中的帶電離子的電荷量均為q,質(zhì)量均為m,動(dòng)能都是Ek,兩極板板長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為d

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