高三物理一轮复习 第六章 静电场 19 电容器 带电粒子在电场中的运动（一）课时达标

电容器带电粒子在电场中的运动(一)1(2015海南卷)如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为q的粒子在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则Mm为()A32 B21C52 D31解析：设电场强度为E，两粒子的运动时间相同，对M有a，lt2；对m有a，lt2，联立解得，A项正确答案：A2(多选)(2015广东卷)如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()AM的带电量比N的大BM带负电荷、N带正电荷C静止时M受到的合力比N的大D移动过程中匀强电场对M做负功解析：由于M、N释放后能保持静止，因此电场对M、N的作用力一定与M、N间的库仑力等大反向，因此两个小球带电量大小一定相等，A项错误；如果M、N都带正电，N不可能静止，如果都带负电，M不可能静止，如果M带正电，N带负电，两者都不能静止，B项正确；静止时两者受到的合力均为零，C项错误；M受到匀强电场的电场力水平向左，移动过程中，匀强电场对M做负功，D项正确答案：BD3如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出。若不计重力，则a和b的比荷之比是 ()A12 B21 C18 D81解析：设AB长为2h，BC长为2l，对a粒子有2haattlv0ta解得2h对b粒子有habtt2lv0tb解得h由两式得.D项正确答案：D4(2016安徽四校联考)如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是()A板间电场强度大小为B板间电场强度大小为C质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间解析：根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mgqE，选项A、B错误；根据运动的合成和分解，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项C正确，D错误答案：C5如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间的距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则()A在前时间内，电场力对粒子做的功为B在后时间内，电场力对粒子做的功为C在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为12D在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为21解析：带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，带电粒子所做的运动是类平抛运动竖直方向上的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，由运动学知识可知，前后两段相等时间内竖直方向上的位移之比为13，电场力做功之比也为13.又因为电场力做的总功为，所以在前时间内，电场力对粒子做的功为，A选项错；在后时间内，电场力对粒子做的功为，B选项对；在粒子下落前和后的过程中，电场力做功相等，故C、D选项错答案：B6(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d，U，E和Q表示下列说法正确的是()A保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半解析：E，保持U不变，将d变为原来的两倍，E变为原来的一半，A项对；保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的一半，B项错；C，C，保持d不变，C不变，Q加倍，U加倍，C项错；E，则Q变为原来的一半，E变为原来的一半，D项对答案：AD7(多选)(2016北京西城期末)某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，要增大除尘率，则下列措施可行的是()A只增大电压UB只增大长度LC只增大高度dD只增大尘埃被吸入水平速度v0解析：由类平抛运动规律可得尘埃偏转位移为yat2()2，根据题意，增大除尘率，就是要增大y，需要增大电压U，增大长度L，减小高度d，减小尘埃被吸入的水平速度v0，只需改变其中的一项或几项即可，A、B两项正确答案：AB8一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将()A打到下极板上B在下极板处返回C在距上极板处返回D在距上极板d处返回解析：由题意知，带电粒子落到下极板处的速度为0，设此时电场强度为E，根据动能定理有，mg(d)qEd0，板间电压不变的情况下，下极板向上平移后，电场强度变为原来的倍，所以后来的电场强度为E，假设带电粒子在距上极板h处时，速度变为0，根据动能定理得mg(h)qEh0，得h.答案：D9(2014安徽卷)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间解析：(1)由v22gh得v.(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，有mgqEma，0v22ad.得E.由UEd，QCU，得QC.(3)由hgt， 0vat2，tt1t2，综合可得t.答案：(1)(2)C(3)10竖直平面xOy内有一半径为R2 m，圆心O与坐标系的原点重合的圆形区域，如图所示，在圆心O有一喷枪可以在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v01 m/s，质量为m1106 kg，带电荷量为q1108 C的油滴圆形区域内的匀强电场方向沿y方向，电场强度E8102N/C.不考虑油滴间的相互作用，g取10 m/s2.求：(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴，在电场中运动的时间；(2)射出圆形电场油滴的最大动能解析：(1)油滴沿x轴正方向做匀速运动，速度为v0，沿y轴负方向做匀加速运动，加速度为a，则有xv0tmgqEmayat2x2y2R2解得：t1 s(2)重力和电场力的合力对油滴做功最多时，油滴射出圆形电场时的动能最大，从喷枪喷出的油滴，沿y方向射出时有最大动能Ekm(mgqE)REkmmvEkmmv(mgqE)REkm4.5106 J答案：(1)1 s(2)4.5106 J