高考物理总复习 6.2 电容器的电容 带电粒子在电场中的运动（选考部分B版）

第2讲 电容器的电容 带电粒子在 电场中的运动课时作业一、选择题1(2016金华十校调研)电场中，初速度为零的带正电粒子在匀强电场作用下，运动方向正确的是()解析正电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相同，若电荷由静止开始运动，则正电荷应沿电场线运动，D正确。答案D2如图所示，平行板电容器与电源相接，充电后切断电源，然后将电介质插入电容器极板间，则两板间的电势差U及板间场强E的变化情况为()AU变大，E变大 BU变小，E变小CU不变，E不变 DU变小，E不变解析当平行板电容器充电后切断电源，极板所带电荷量Q保持不变，插入电介质后，电容器的电容C变大，则U将变小，而由E可知，板间场强E也将变小。选项B正确。答案B3(2016温岭市联考)如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度变为原来的2倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的()A2倍 B4倍 C.倍 D.倍解析第一次d()2，第二次d()2，两式相比可得d，所以选项C正确。答案C4(2015江苏单科，7)(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球()A做直线运动 B做曲线运动C速率先减小后增大 D速率先增大后减小解析对小球受力分析，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角，故小球做曲线运动，故A错误，B正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的夹角先为钝角后为锐角，故合外力对小球先做负功后做正功，所以速率先减小后增大，选项C正确，D错误。答案BC5(2016诸暨市调研)(多选)如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A所受重力与电场力平衡B电势能逐渐增加C动能逐渐增加D做匀变速直线运动解析要使粒子在电场中做直线运动，必须使合力与运动方向在同一直线上，由题意做受力分析可知，重力竖直向下，电场力垂直极板向上，合力水平向左，故A错误；因电场力做负功，故电势能增加，B正确；合力做负功，故动能减少，C错误；因合力为定值且与运动方向在同一直线上，故D正确。答案BD6(2015新课标全国卷，14)如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()A保持静止状态B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动解析两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mgqE，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45后，两板间电场强度方向逆时针旋转45，电场力方向也逆时针旋转45，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D正确。答案D7(2015海南单科，5)如图所示，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 B21 C52 D31解析设电场强度为E，两粒子的运动时间相同，对M有：aM，lt2；对m有：am，lt2，联立解得，A正确。答案A8(2016台州市联考)如图所示，带电的平行金属板电容器水平放置，质量相同、重力不计的带电微粒A、B以平行于极板的相同初速度从不同位置射入电场，结果打在极板上的同一点P。不计两微粒之间的库仑力，下列说法正确的是()A在电场中微粒A运动的时间比B长B在电场中微粒A、B运动的时间相同C微粒A所带的电荷量比B少D静电力对微粒A做的功比B少解析带电微粒进入电场中，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则微粒在电场中的运动时间为t，由此可知两微粒在电场中的运动时间相同，选项B正确，A错误；竖直方向做匀加速直线运动，yat2，由于t相同，yAyB，可得aAaB，即，则qAqB，选项C错误；由WqU，可知静电力对微粒A做的功比B多，选项D错误。答案B9(多选)如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是()AA、B两点的电场强度是EABC负电荷q在A、B两点的电势能EpAB，EpAEpB，B、C项正确；由于只有这一条电场线，不知道电场的具体分布，所以无法判断场强的大小，A项错误；负电荷再回到A点时，其电势能不变，动能也不变，所以v0v，D项正确。答案BCD10(2016济南模拟)(多选)a，b，c三个粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定()A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大解析由t2可知，tatb，A正确；而yct，tatbtc，B错误；由t，得vcvbva，C正确；由EkEqy可知，EkbEkaEkc，故D正确。故正确答案为A、C、D。答案ACD二、非选择题11(2016平湖市联考)如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E4.0102 N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m0.10 kg、带电荷量q5.0105 C的滑块(可视为质点)，从轨道上与挡板相距x10.20 m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x20.10 m的Q点，滑块第一次速度减为零。若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求：(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能。解析(1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a，此过程滑块所受合外力 FqE2.0102 N。根据牛顿第二定律Fma，解得a0.20 m/s2。(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功W1qEx14.0103 J。(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功，即EqE(x1x2)2.0103 J。答案(1)0.20 m/s2(2)4.0103 J(3)2.0103 J12(2016奉化市调研)如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处？(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长？解析(1)电子经加速电场，由动能定理得：qU0mv2电子经偏转电场：沿v方向：t沿电场方向：yat2，又a故偏转后偏移量y()2，所以y，由题图知t0.06 s时刻U偏1.8U0，所以y4.5 cm，设打在屏上的点距O点距离为Y，满足，所以Y13.5 cm(2)由题知电子偏移量y的最大值为，所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L30 cm。答案(1)O点上方13.5 cm处(2)30 cm