xx届高考物理第一轮考纲知识复习-电容器与电容、带电粒子在电场中的运动

1 / 42 XX 届高考物理第一轮考纲知识复习 :电容器与电容、带电粒子在电场中的运动 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 k 第 3 节电容器与电容、带电粒子在电场中的运动 【考纲知识梳理】 一。电容器 1.构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。 2.充放电： （ 1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中。 （ 2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量。 3电容器带的 电荷量：是指每个极板上所带电荷量的绝对值 4.电容器的电压： （ 1）额定电压：是指电容器的对大正常工作即电容器铭牌上的标定数值。 （ 2）击穿电压：是指把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压。 2 / 42 二 .电容 1定义：电容器所带的电荷量 Q 与两极板间的电压 U 的比值 2定义式： 3电容的单位：法拉，符号： F。 4物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加 1V 所需的电荷量。 5制约因素：电容器的电容与 Q、 U 的大小无关，是由电容器本身的结构决 定的。对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。 三 .平行板电容器 1平行板电容器的电容的决定式：即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比，与两板正对的面积成正比，与两板间距成反比。 2平行板电容器两板间的电场：可认为是匀强电场， E=U/d 四 .带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子的加速：对于加速问题，一般从能量角度，应用动能定理求解。若为匀变速直线运动，可用牛顿运动定律与运动学公式求解。 2.带电粒子在匀强电场中的偏转：对于带电粒子以垂直匀强电场的方向进入电场 后，受到的电场力恒定且与初速度方向3 / 42 垂直，做匀变速曲线运动（类平抛运动）。 处理方法往往是利用运动的合成与分解的特性：分合运动的独立性、分合运动的等时性、分运动与合运动的等效性。沿初速度方向为匀速直线运动、沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动。 基本关系： x 方向：匀速直线运动 y 方向：初速度为零的匀加速直线运动 离开电场时侧向偏转量： 离开电场时的偏转角： 推论 1.粒子从偏转电场中射出时 ,其速度反向延长线与初速度方向交一点 ,此点平分沿初速度方向的位移。 推论 2.位移 和速度不在同一直线上，且 tan=2tan 。 【要点名师精解】 一、平行板电容器的动态分析 1.运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变 . (2)用决定式 c=分析平行板电容器电容的变化 . (3)用定义式 c=分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化 . 4 / 42 (4)用 E=分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化 . 2.电容器两类动态变化的分析比较 (1)第一类动态变化：两极板间电压 U 恒定不变 (2)第二类动态变化：电容器所带电荷量 Q 恒定不变 【例 1】 (XX阜阳模拟 )如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒 .S 闭合时，该微粒恰好能保持静止 .在以下两种情况下： 保持 S 闭合， 充电后将 S 断开 .下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上极板的是 () A. 情况下，可以通过上移极板 m 实现 B. 情况下，可以通过上移极板 N 实现 c. 情况下，可以通过上移极板 m 实现 D. 情况下，可以通过上移极板 N 实现 【答案】选 B. 【详解】保持 S 闭合的分析：因为第 种情况下两板间电压U 不变，所以电场强度 E=U/d，只有 d 减 小， E 增大，电场力增大，带电微粒才向上运动打到上极板 m 上，故可以通过下移极板 m 或者上移极板 N 来实现，选项 A 错， B 正确；充电后将 S 断开的分析：因为第 种情况下两极板带电荷量 Q 不变，根据 Q=cU， c=可得， E=，可以看出 E 与两板间距离 d 无5 / 42 关，所以无论怎样移动 m、 N 两极板改变两板间的距离，场强 E、电场力 F 都不变，带电微粒都处于静止状态，选项 c、D 错误， B 正确 . 二、带电粒子在电场中的平衡与直线运动 1.带电粒子在电场中运动时重力的处理 (1)基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外， 一般都不考虑重力 (但并不忽略质量 ). (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力 . 2.带电粒子在电场中的平衡 解题步骤 : 选取研究对象 . 进行受力分析，注意电场力的方向特点 . 由平衡条件列方程求解 . 3.带电粒子在电场中的变速直线运动：可用运动学公式和牛顿第二定律求解或从功能角度用动能定理或能量守恒定律求解 . 【例 2】如图所示，板长 L=4cm的平行板电容器，板间距离d=3cm，板与水平线夹角 =37 ，两板所加电压为 U=100V，有一带负电液滴，带 电荷量为 q=310 -10c，以 v0=1m/s 的水平速度自 A 板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从 B 板边缘水平飞出，取 g=10m/s2.求： (1)液滴的质量； 6 / 42 (2)液滴飞出时的速度 . 【答案】 (1)m=810 -8kg(2)v=(m/s) 【详解】 (1)画出带电液滴的受力图如图所示，由图可得： qEcos=mg,qEsin=ma,E=U/d 解之得： m=qUcos/dg 代入数据得 m=810 -8kg (2)对液滴由动能定理得： qU= v= 所以 v=(m/s) 三、带电粒子在匀强电场中的偏转 1.粒子的偏转角 (1)以初速度 v0进入偏转电场：如图所示，设带电粒子质量为 m，带电荷量为 q，以速度 v0 垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为 U1，若粒子飞出电场时偏转角为 ，则 结论：动能一定时 tan 与 q 成正比，电荷量相同时 tan与动能成反比 . (2)经加速电场加速再进入偏转电场 不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 U0 加速后进入偏转电场的，则由动能定理有： 7 / 42 由 式得： tan= 结论：粒子的偏转角与粒子的 q、 m 无关，仅取决于加速电场 和偏转电场 . 2.粒子在匀强电场中偏转时的两个结论 (1)以初速度 v0进入偏转电场 作粒子速度的反向延长线，设交于 o 点， o 点与电场边缘的距离为 x，则 结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的处沿直线射出 . (2)经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压 U0 加速后进入偏转电场的，则由 和 得：偏移量： 上面 式偏转角正切为： tan 结论：无论带电粒子的 m、 q 如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量 y 和偏转角 都是相同的，也 就是轨迹完全重合 . 【例 3】 (XX南通模拟 )(18 分 )如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图 .在 xoy 平面的第一象限，存在以 x 轴、 y 轴及双曲线 y=的一段 (0xL ，0yL) 为边界的匀强电场区域 ；在第二象限存在以 x-L、 x -2L、 y 0、 y L 的匀强电场区域 . 两个电场大小均为 E，不计电子所受重力，电子的电荷量为 e，求： 8 / 42 (1)从电场区域 的边界 B 点处由静止释放电子，电子离开mNPQ时的坐标； (2)由电场区域 的 AB 曲线边界由静止释放电子离开 mNPQ的最小 动能； 【答案】 (1)设电子的质量为 m，电子在电场 中做匀 加速直线运动，出区域 时的速度为 v0，接着在无电场区域 匀速运动，此后进入电场 ，在电场 中做类平抛运动，假 设电子从 NP边射出，出射点纵坐标为 y1， 由 y=对于 B 点 y=L，则 x=(2分 ) 所以 eE=(2 分 ) 解得 v0=(1分 ) 设在电场 中运动的时间为 t1 L-y1=(1 分 ) 解得 y1=0，所以原假设成立，即电子离开 mNPQ区域的位置坐标为 (-2L， 0)(2 分 ) (2)设释放点在电场区域 中的坐标为 (x， y)， 在电场 中电子被加速，速度为 v1 时飞离电场 ，接着在无电场区域做匀速运动，然后进入电场 做类平抛运动，并从 NP 边离开，运动时间为 t2，偏转位移为 y2. eEx=(2 分 ) 9 / 42 y2=(2分 ) 解得 xy2=，所以原假设成立，即在电场 区域的 AB曲线边界由静止释放的所有电子离开 mNPQ时都从 P点离开的 .(2分 ) 其中只有从 B 点释放的电子，离开 P 点时动能最小，则从 B到 P 由动能定理得： eE(L+)=Ek-0(3 分 ) 所以 Ek=(1分 ) 【感悟高考真题】 1.（ XX安徽高考 T18）图（ a）为示管的原理图。如果在电极 yy 之间所加的电压图按图（ b）所示的规律变化，在电极 XX 之间所加的电压按图（ c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 【答案】选 B. 【详解】示波管 yy 间为信号电压， XX 为扫描电压， 0t1， y 板电势高电子向 y 板偏转， X 电势高电子向 X 板偏转，由此知 cD 错；又根据偏移量公式，偏移量与偏转电压成正比， 0、 t1、 2t1时刻偏转电压为 0，偏移量也为 0，、时刻偏转电压最大，偏移量也最大，所以 B 对。 2.（ XX安徽高考 T20）如图（ a）所示，两平行正对的金属板 A、 B 间加有如图（ b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间 P 处。 若在 t0 时刻释放该粒子，粒子会时而向 A 板运动，时而向10 / 42 B 板运动，并最终打在 A 板上。则 t0可能属于的时间段是 【答案】选 B. 【详解】 画出带电粒子速度 -时间图像，根据 v-t 图像中的 “ 面积 ”研究各时刻开始的带电粒子的运动情况， A 选项可画出 T/8时刻开始的运动图像，如图 a 由图知在一个周期内粒子运动的总面积为正，即粒子向 B 板靠近，最终会打到 B 板上 ,A选项错； B 选项 可画出 5T/8时刻进入的运动图像，如图 b 由图知在一个周期内粒子运动的总面积为负，即粒子向 A板靠近，最终会打到 A 板上 ,B 选项对； c 选项可画出 7T/8 时刻进入的运动图像，由图知在一个周期内粒子运动的总面积为正，即粒子向 B 板靠近，最终会打到 B 板上， c 选项错；同理 D选项错。 3.（ XX天津理综 T5）板间距为的平行板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为，板间场强为 .现将电容器所带电荷量变为，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差，板间场强为，下列说法正确的是 A. B. c. 11 / 42 D. 【答案】选 c 【详解】当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为时，电容器的电容为，又知电容器的带电量为 2Q，则得知，即，根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式得，因此选项 c正确，其它选项都错误。 4.（ XX浙江理综 T25）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为 L、宽为 b、高为 d 的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为 m、电荷量为 -q、分布均匀的尘埃以水平速度 v0进入矩形通道， 当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距 d 可以改变收集效率 。当d=d0时， 为 81%（即离下板范围内的尘埃能够被收集）。 不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。 求收集效率为 100%时，两板间距的最大值为 dm； 求收集效率 与两板间距 d 的函数关系； 若单位体积内的尘埃数为 n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距 d 的函数关系，并绘出图线 【详解】（ 1）收集效率 为 81%，即离下板的尘埃恰好到达下板的右端边缘，设高压电源的电压为 U，则在水平方向有 12 / 42 在竖 直方向有 其中 当减小两板间距时，能够增大电场强度，提高装置对尘埃的收集效率 .收集效率恰好为 100%，两板间距即为 dm.如果进一步减小 d，收集效率仍为 100%.因此，在水平方向有 在竖直方向有 其中 联立 各式可得 （ 2）通过前面的求解可知，当时，收集效率 均为 100%. 党 d时，设距下板 x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，此时有 根据题意，收集效率为 联立 、 、 、 及 式可得 13 / 42 （ 3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量为 当时，因此 当 d时，因此 绘出的图线如下 答案 :： (1)(2)=100% （时），（ d时） (3)（时），（ d时）图线见解析 . 5.（ XX福建理综 T20）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、 B 两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是 N/c 和 N/c，方向如图所示 ，带电微粒质量，带电量 ,A点距虚线的距离，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求： B 点距虚线的距离； 带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间。 【答案】（ 1） (2)10 -8s 14 / 42 【详解】（ 1）带电微粒由 A 运动到 B 的过程中，由动能定理有得 (2)设微粒在虚线 mN 两侧的加速度大小分别为 a1、 a2，由牛顿第二定律有 设微粒在虚线 mN两侧运动的时间分 t1和 t2：，由运动学公式有 t=t1+t2 联立方程解得 t=10 -8s 6.（ XX北京高考 T24）静电场方 向平行于 x轴，其电势随 x 的分布可简化为如图所示的折线，图中和 d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以 x=0 为中心，沿 x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为 m、电量为 -q，其动能与电势能之和为 -A（ 0A0）的滑块从距离弹簧上端为 s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为 g。 （ 1）求滑块从静止释放到与 弹簧上端接触瞬间所经历的时间 t1 26 / 42 （ 2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为 vm 过程中弹簧的弹力所做的功 W； （ 3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系 v-t 图象。图中横坐标轴上的 t1、 t2及 t3 分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的 v1为滑块在 t1时刻的速度大小， vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程） 答案：（ 1） ;（ 2） ; (3) 解析：本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。 （ 1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为 a，则有 qE+mgsin=ma 联立 可得 （ 2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有 27 / 42 从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得 联立 可得 s （ 3）如图 17.（ 09福建 22）图为可测定比荷的某装 置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 B=10 -3T,在 X 轴上距坐标原点 L=的 P 处为离子的入射口，在 y 上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以 v=104m/s 的速率从 P 处射入磁场，若粒子在 y轴上距坐标原点 L=的 m 处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为 m,电量为 q,不记其重力。 （ 1）求上述粒子的比荷； （ 2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿 y 轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从 粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场； （ 3）为了在 m 处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场28 / 42 区域的最小面积，并在图中画出该矩形。 答案（ 1） =c/kg （或 c/kg ）；（ 2）；（ 3） 解析：第（ 1）问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第（ 2）问涉及到复合场（速度选择器模型）第（ 3）问是带电粒子在有界磁场（矩形区域）中的运动。 设粒子在磁场中的运动半径为 r。如图甲，依题意 m、 P 连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得 联立 并代入数据得 =c/kg （或 c/kg ） （ 2）设所加电场的场强大小为 E。如图乙，当粒子子经过 Q点时，速度沿 y 轴正方向，依题意，在此时加入沿 x 轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有 代入数据得 29 / 42 所加电场的长枪方向沿 x 轴正方向。由几何关系可知，圆弧PQ 所对应的圆心角为 45 ，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为 T，所求时间为 t，则有 联立 并代入数据得 （ 3）如图 丙，所求的最小矩形是，该区域面积 联立 并代入数据得 矩形如图丙中（虚线） 18.（ 09浙江 23）如图所示，相距为 d 的平行金属板 A、 B 竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量 m、电荷量 q（ q0）的小物块在与金属板 A 相距 l 处静止。若某一时刻在金属板 A、 B 间加一电压，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为 q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为 ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则 （ 1）小物 块与金属板 A 碰撞前瞬间的速度大小是多少？ 30 / 42 （ 2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？ 答案：（ 1）（ 2）时间为，停在处或距离 B 板为 解析：本题考查电场中的动力学问题 （ 1）加电压后， B 极板电势高于 A 板，小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向 A 板做匀加速直线运动。电场强度为 小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为 故小物块运动的加速度为 设小物块与 A 板相碰时的速度为 v1，由 解得 （ 2）小物块与 A 板相碰后以 v1大小相等的速度反弹，因为电荷量及电性改变，电 场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块所受的合外力大小为 加速度大小为 设小物块碰后到停止的时间为 t，注意到末速度为零，有 31 / 42 解得 设小物块碰后停止时距离为，注意到末速度为零，有 则 或距离 B 板为 19.（ 09江苏 14） 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直。 A 处粒子源产生的粒子，质量为 m、电荷量为 +q，在加速器中被加速，加速电压为 U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。 （ 1）求粒子第 2 次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比； （ 2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t； （ 3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为 Bm、 fm，试讨论粒子能获得的最大动能 E 。 解析： (1)设粒子第 1 次经过狭缝后的半径为 r1,速度为 v1 qu=mv12 32 / 42 qv1B=m 解得 同理，粒子第 2 次经过狭缝后的半径 则 （ 2）设粒子到出口处被加速了 n 圈 解得 （ 3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即 当磁场感应强度为 Bm时，加速电场的频率应为 粒子的动能 当 时，粒子的最大动能由 Bm决定 解得 当 时，粒子的最大动能由 fm决定 解得 【考点精题精练】 1.(XX扬州模拟 )下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有 () A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 33 / 42 B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 c.静电计可以用电压表替代 D.静电计可以用电流表替代 【答案】选 A. 【详解】静电计是用来测量电容器两极板的电势差，从而研究电容器电容随电容器正对面积、两板距离、介电常数等因素的变化 .如果用电压表、电流表来替代则构成电容器的放电回路，两电表都没有示数，故答案为 A. 2.(XX会昌模拟 )水平放置的平行板电容器与一电池相连 .在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态 .现将电容器两板间的距离增大，则 () A.电容变大，质点向上运动 B.电容变大，质点向下运动 c.电容变小，质点保持静止 D.电容变小，质点向下运动 【答案】选 D. 【详解】带电质点在电容器中处于静止状态有 mg=qE，因为电容器与电源连接，电压不变， E=U/d， d 增大，电容 c 减小，E 减小，质点向下运动，答案为 D. 3.虚线框内存在着匀强电场 (方向未知 )，有一正电荷 (重力不计 )从 bc边上的 m 点以速度 v0 射进电场内，最后从 cd边上的 Q 点射出电场，下列说法正确的是 () 34 / 42 A.电场力一定对电荷做了正功 B.电场方向可能垂直 ab边向右 c.电荷运动的轨迹可能是一段圆弧 D.电荷的运动一定是匀变速运动 【答案】选 B、 D. 【详解】由正电荷在匀强 电场中的偏转可以判断，其所受电场力一定指向运动曲线的内侧，但电场力与速度方向的夹角可能为锐角或钝角，电场力可能做正功或负功，所以选项 A错 B 对，由于正电荷只受恒定的电场力作用，所以正电荷不可能做圆周运动，一定是匀变速曲线运动，选项 D 正确，答案为 B、 D. 4.(XX泰州模拟 )如图所示，水平放置的平行板电容器与一直流电源相连，在两板中央有一带电液滴处于静止状态 .现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将 A 板移到图中虚线位置 .下列关于带电液滴运动的说法中正确的是 () A.上述两种方法中，液滴都向 B 板做匀加速直线运动 B.采用瞬间平移的方法，液滴运动到 B 板经历的时间短 c.采用缓慢平移的方法，液滴运动到 B 板时速度大 D.采用缓慢平移的方法，液滴运动到 B 板过程中电场力做功35 / 42 多 【答案】选 B. 【详解】瞬间平移使带电液滴加速度突然增大立即做匀加速运动，而缓慢平移至虚线位置这一阶段，带电液滴电场力缓慢增大，加速度也缓慢增大，到达虚线位置以后才开始做匀加速运动，所以瞬间平移使带电液滴到达 B 板的时间短，做功多，速度大，故答案为 B. 5 (XX年黑龙江适应性测试 )如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电 子 (不计重力 )，两板间距离足够大当两板间加上如图乙所示的交变电压后，在下图中，反映电子速度v、位移 x 和加速度 a 三个物理量随时间 t 的变化规律可能正确的是 ( ) 【答案】选 AD. 【详解】在平行金属板之间加上如题图乙所示的周期性电压时，因为电子在平行金属板间所受的电场力 F U0ed，所以电子所受的电场力大小不变，而方向随电压呈周期性变化由牛顿第二定律 F ma 可知，电子在第一个 T4 内向 B板做匀加速直线运动，在第二个 T4 内向 B 板做匀减速直线运动，在第三个 T4 内反向做匀加速直线运动在第四个 T4内向 A 板 做匀减速直线运动，所以 a t 图象如图 1 所示， v t 图象如图 2 所示；又因匀变速直线运动位移 x v0t36 / 42 12at2，所以 x t 图象应是曲线故本题选 AD. 6.(XX 年北京西城抽测 )如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源 E、定值电阻 R、开关 S相连闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上下列说法中正确的是 ( ) A液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 c电源电动势越大，液滴在板间运 动的时间越短 D定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长 【答案】选 Bc. 【详解】电容器充满电荷后，极板间的电压等于电源的电动势极板间形成了电场，液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，则液滴做初速度为零的匀加速直线运动， A 项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力也越大，合力越大，加速度也越大， B 项对；电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小，则运动的时间越短， c 对；定值电阻不会影响两极板上电压的大小，则对液滴的运动没有影响， D 项错 7如图所示，平行板电容 器的电容为 c，带电荷量为 Q，两极板间距离为 d，今在距两极板的中点 12d 处放一电荷 q，37 / 42 则 ( ) A q 所受电场力的大小为 Qqcd B q 所受电场力的大小为 k4Qqd2 c q 点处的电场强度是 k4Qd2 D q 点处的电场强度是 k8qd2 【答案】选 A. 【详解】两极板之间的电场强度 E Ud， q 受到的电场力 F Eq Udq Qcdq， A 正确； Q 不是点电荷，点电荷的场强公式 E kQr2在这里不能用， B、 c、 D 不正确 8 (XX年广东珠海质检 )分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的 水平速度由 P 点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地三小球分别落在图中 A、 B、 c 三点，则错误的是 ( ) A A 带正电、 B 不带电、 c 带负电 B三小球在电场中加速度大小关系是： aAaBEkBEkA 【答案】选 c. 【详解】由于 A 的水平射程 x 最远， A 的运动时间 t xv0最长， c 错误 A 的加速度 aA 2ht2最小，而 c 的加速度 ac最大， aAaBEkBEkA， D 正确 9 (XX年山东济南调研 )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 mg/q B板间电场强度大小为 2mg/q 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 【答案】选 Bc. 【详解】当质点所受电场力方向向上且大于重力时，质点才可能垂直打到屏上由运动的合成与分解，可知质点在水平方向上一直做匀速直线运动，所以质点在电场中做类平抛运动的时间和在重力场中做斜上抛运动的时间相等由运动规律可知质点在水平方向上做匀速直线运动， vx v0；在竖直方向上：在电场中 vy at，如图所示，离开电场后质点做斜上抛运动， vy gt，由此运动过程的对称性可知 a g，由牛39 / 42 顿第二定律得： qE mg ma mg，解得： E 2mg/q.故 B、 c正确 10如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是 ( ) A从 t 0 时刻释放电子，电