2019高考物理一轮复习第七章《静电场》第3课时电容器与电容带电粒子在电场中的运动课时冲关新人教版.doc

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1、- 1 -第七章 第 3课时 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动一、单项选择题(本题共 5小题，每小题 6分，共 30分)1(68520219)(2016天津理综)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板间有一固定在 P点的点电荷，以 E表示两板间的电场强度， Ep表示点电荷在 P点的电势能， 表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A 增大， E增大 B 增大， Ep不变C 减小， Ep增大 D 减小， E不变解析：D 若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据 C 可知， C

2、 rS4 kd变大， Q一定，则根据 Q CU可知， U减小，则静电计指针偏角 减小；根据E ， Q CU， C 联立可得： E ，可知 Q一定时， E不变；根据 U1 Ed1可知 P点离Ud rS4 kd 4 kQ rS下极板的距离不变， E不变，则 P点与下极板的电势差不变， P点的电势不变，则 Ep不变，故选项 A、B、C 错误，D 正确2(2017山东泰安一模)带等量异种电荷的金属板 M、 N平行正对水平放置，间距为 d， M板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)一带电微粒从距离 M板上方高 d处的 P点由静止开始下落，穿过 M板的小孔后刚好到达 N板处的Q点(但未触及 N板)而

3、返回不计空气阻力，忽略金属板正对部分之外的电场现将 M板向上平移 的距离，再让原带电微粒从 P点由静止开始下落则微粒的运动情况d2为( )A落到 N板上B到达与 N板相距 d就返回C到达与 N板相距 就返回d2D仍刚好到达 Q点而返回解析：B 平行板电容器电容 C ，由 U 及 E 可知， E ，当两板间距离变 rS4 kd QC Ud 4 kQ rS化时，电场强度不变 M板移动前，对带电粒子下落过程应用动能定理得 mg2d Eqd0， M- 2 -板移动后，设粒子在板间运动的距离为 x时，速度为零，则有 mg Eqx0，两式联立解得(d2 x)x ，可知该点与 N板的距离为 d，B 正确d2

4、3(2017东北师大附中、吉林一中、长春 11高、松原实验中学等五校联考)如图所示，在匀强电场中有四条间距均为 d的平行等势线 1、2、3、4，各条线上的电势分别为0、 0、2 0、3 0；有一个带电粒子，质量为 m(不计重力)，电荷量为 q，从 A点与等势线 4成 角以初速度 v0射入电场中，到达等势线 2上的 B点时，速度方向恰好水平向左，则匀强电场场强的大小为( )A. B.mv20sin24qd mv20sin22qdC. D.mv20cos24qd mv20cos22qd解析：A 带电粒子在匀强电场中做类斜抛运动，水平方向做速度为 vx v0cos 的匀速直线运动，竖直方向做初速度为

5、 vy v0sin ，加速度为 a 的匀减速直线运动，对运动过程Eqm应用动能定理有 Eq2d mv mv ，解得 E ，A 正确12 2x 12 20 mv20sin2 4qd4(2017广东中山一中等七校联考)如图所示，水平放置的平行板电容器，两极板间距为d，带负电的微粒质量为 m、带电荷量为 q，它从上极板的边缘以初速度 v0射入，沿直线从下极板 N的边缘射出，则( )A微粒的加速度不为零B微粒的电势能减少了 mgdC两极板间的电势差为mgdqD M板的电势低于 N板的电势解析：C 由题分析可知，微粒做匀速直线运动，加速度为零，故 A错误重力做功 mgd，微粒的重力势能减小，动能不变，根

6、据能量守恒定律可知，微粒的电势能增加了 mgd，故 B错- 3 -误由上可知微粒的电势能增加量 E mgd，又 E qU，得到两极板间的电势差 U ，故mgdqC正确由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带负电，则电场强度方向竖直向下， M板的电势高于 N板的电势，故 D错误5(2017四川德阳一诊)如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，板间距离为 d，有一带电粒子 P静止在电容器中，当下极板快速下移 x后，粒子 P开始运动，重力加速度为 g.则下列说法中正确的是( )A电容器的电容变大B电容器极板上的电荷量增多C粒子运动的加速度大小为 gxd xD粒子在运动过程

7、中其电势能减小解析：C 由 C 得，当下极板快速下移 x后，板间距离增大，电容减小，A 错误； rS4 kd由 Q CU知极板上的电荷量 Q减小，B 错误；移动前， mg q，移动后，加速度Uda g，C 正确；带电粒子向下运动，运动过程中，电场力做负功，电势能增加，mg Ud xqm xd xD错误二、多项选择题(本题共 4小题，每小题 6分，共 24分全部选对的得 6分，部分选对的得 3分，有选错或不答的得 0分)6(68520220)(2017山东烟台期末)如图， A、 B为水平放置的平行板电容器，两极板间有一个质量为 m的带电粒子静止于 P点现将下极板向下移动一小段距离，则下列说法正确

8、的是( )A电流计指针发生短时间的偏转B电容器所带电荷量增大C电容器两板间的电场强度变小D粒子将向上极板运动解析：AC 带电粒子静止于 P点， mg Eq，现将下极板向下移动一小段距离， E ，场强Ud减小，粒子向下运动，C 正确，D 错误；由 C 可知 C减小，由 Q CU知电容器所带电荷量 rS4 kdQ减小，B 错误；电容器放电，电流计指针发生短时间的偏转，A 正确7(2017湖北部分重点高中第一次联考)如图所示，美国物理学家密立根通过研究平行板- 4 -间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量平行板电容器两极板与电压为 U的恒定电源两极相连，板间距为 d，现有一质量为 m的带电油

9、滴在极板间静止不动，则( )A此时极板间的电场强度 EUdB油滴带电荷量 qmgUdC减小极板间电压，油滴将向下加速运动D将下极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上加速运动解析：AC 由 E 知 A正确；带电油滴静止，则 mg Eq q，解得 q ，B 错误；减Ud Ud mgdU小两板的电压，电场强度减小，则 mgEq，油滴将向下加速运动，C 正确；将下极板向下移动一小段距离，板间距离增大，电场强度减小，油滴将向下加速运动，D 错误8(2017山东潍坊期末)如图所示，水平面 MN的下方存在竖直向下的匀强电场，一带电小球由 MN上方的 A点以一定初速度水平抛出，从 B点进入电场，到达 C点时速

10、度方向恰好水平，由此可知( )A从 B到 C，小球的动能减小B从 B到 C，小球的电势能减小C从 A到 B与从 B到 C小球的运动时间一定相等D从 A到 B与从 B到 C小球的速度变化量大小一定相等解析：AD 由运动轨迹可知：在 MN上方，带电小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；在 MN下方，带电小球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，加速度竖直向上，从 B到 C，合外力做负功，动能减小，A 正确；从 B到 C，电场力做负功，小球电势能增加，B 错误；由于电场力大小不确定，则小球在电场中加速度不确定，故两过程的时间长短不确定，C 错误；由于水平方向做

11、匀速直线运动，所以速度的变化仅发生在竖直方向上，所以从 A到 B与从 B到 C两过程速度的变化量大小一定相等，D 正确9(2017福建漳州八校第一次联考) a、 b、 c三个 粒子(不计重力)由同一点垂直场强方- 5 -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B b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：ACD 三个 粒子进入电场后加速度相同，由图看出，竖直方向 a、 b偏转距离相等，且大于 c的偏转距离，由 y at2得知， a、 b运动时间

12、相等，大于 c的运动时间，即12ta tb tc，故在 b飞离电场的同时， a刚好打在负极板上而 c比 b先飞出电场，故 A正确，B错误三个 粒子水平方向上做匀速直线运动，则有 x v0t.由图看出， b、 c水平位移相同，大于 a的水平位移，即 xb xc xa，而 ta tb tc，可见，初速度关系为 vc vb va，故 C正确由动能定理得 Ek qEy，由图看出， a和 b的偏转距离相等，大于 c的偏转距离，故 a、 b动能增量相等，且大于 c的动能增量，故 D正确三、非选择题(本题共 2小题，共 46分写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)10(68520221

13、)(23 分)(2017河南中原名校第二次联考)如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 E1.010 2 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 h0.80 m的 a处有一粒子源，粒子源以 v02.0102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀射出质量为m2.010 15 kg、电荷量为 q1.010 12 C的带电粒子，粒子 最终落在金属板 b上若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)(1)粒子源所在处 a点的电势；(2)带电粒子打在金属板上时的动能；(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)解析：(1)题中匀强电场竖直向下

14、， b板接地，电势为零，因此 a Uab Eh1.010 20.8 V80 V.(2)不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理得- 6 -qUab Ek mv ，12 20可得带电粒子打在金属板上时的动能为Ek qUab mv 1.210 10 J.12 20(3)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平射出时的落点为边界，设水平射出后t时间落在板上，则 x v0t， h at2， a ， S x2.12 qEm联立以上各式得 S 4.0 m 2.2 mv20hqE答案：(1)80 V (2)1.210 10 J (3)4.0 m 211(68520222)(23 分)(2017湖北八校

15、第一次联考)如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为 R0.2 m，圆心为 O，下端与绝缘水平轨道在 B点相切并平滑连接一带正电q5.010 3 C、质量为 m3.0 kg的物块(可视为质点 )，置于水平轨道上的 A点已知 A、 B两点间的距离为 L1.0 m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为 0.2，重力加速度 g取 10 m/s2.(1)若物块在 A点以初速度 v0向左运动，恰好能到达轨道的最高点 D，则物块的初速度 v0应为多大？(2)若整个装置处于方向水平向左、场强大小为 E2.010 3 N/C的匀强电场中(图中未画出)，现将物块从 A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最

16、大时的位置(结果可用反三角函数表示)(3)在(2)问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程解析：(1)对物块由 A至 D过程中由动能定理得2 mgR mgL mv mv ，12 2D 12 20对物块在 D点有 mg m ，v2DR联立解得 v0 m/s.14(2)对物块，假设物块可运动到 C点，则由 A至 C过程有- 7 -qE(L R) mgR mgL mv 0，12 2C可得 vC0，故物块始终没有脱离轨道故物块在运动过程速度最大时位于 B点左侧圆弧上，设其与圆心的连线与 OB的夹角为 ，对物块受力分析，可知 tan ， arctanqEmg 13.13(3)对于物块在水平面上运动的全程有qEL mgL 总 0，解得 L 总 m.53答案：(1) m/s (2)见解析 (3) m1453