高考物理一轮复习分层规范快练电容器带电粒子在匀强电场中运动新人教2

版高考物理一轮复习分层规范快练电容器带电粒子在匀强电场中的运动新人教版版高考物理一轮复习分层规范快练电容器带电粒子在匀强电场中的运动新人教版PAGE版高考物理一轮复习分层规范快练电容器带电粒子在匀强电场中的运动新人教版分层规范快练(二十四)电容器带电粒子在匀强电场中的运动[双基过关练]1．对于电容器及其电容，以下说法中正确的选项是()A．平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电B．由公式C＝eq\f(Q,U)可知，电容器的电容随电荷量Q的增添而增大C．对一个电容器来说，电容器的电荷量与两板间的电势差成正比D．假如一个电容器两板间没有电压，就不带电荷，也就没有电容答案：C2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远抵达A点，此后返回，以以下图，OA间距为h，则此电子的初动能为()A.eq\f(edh,U)B.eq\f(dU,eh)C.eq\f(eU,dh)D.eq\f(eUh,d)分析：电子从O点抵达A点的过程中，仅在电场力作用下速度渐渐减小，依据动能定理可得－eUOA＝0－Ek，因为UOA＝eq\f(U,d)h，因此Ek＝eq\f(eUh,d)，因此正确选项为D项．答案：D3．[2019·福建福州质检]电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示．一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v－t图象可能是以以下图中的()分析：联合φa>φb>φc，由题图等势线的特色可确立此电场为非匀强电场，且Q点处电场强度小于P点处电场强度，电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，做加快度愈来愈小的加快运动，A正确．答案：A4．[人教版选修3－1P32第1题改编]静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小．以以下图，A、B是平行板电容器的两个金属极板，G为静电计，极板B固定，A可挪动，开始时开关S闭合，静电计指针张开必定角度，则以下说法正确的选项是()A．断开S后，将A向左挪动少量，静电计指针张开的角度减小B．断开S后，将A向上挪动少量，静电计指针张开的角度增大C．保持S闭合，在A、B间插入一电介质，静电计指针张开的角度增大D．保持S闭合，在A、B间插入一电介质，静电计指针张开的角度减小分析：静电计的指针张开的角度与静电计金属球和外壳之间的电势差相对应，断开开关S后，将A向左挪动少量，电容器的电荷量不变，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知电容减小，由Q＝CU知电势差增大，静电计指针张开的角度增大，A错；同理，断开S后，将A向上挪动少量，电容减小，电势差增大，静电计指针张开的角度增大，B对；保持S闭合，在A、B间插入一电介质，静电计金属球和外壳之间的电势差为电源电势差，静电计指针张开的角度不变，C、D错．答案：B5．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的构造简图以以下图．此中墨盒能够喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以必定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．已知偏移量越小打在纸上的笔迹越小，现要减小笔迹，以下举措可行的是()A．增大墨汁微粒的比荷B．减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能C．减小偏转极板的长度D．增大偏转极板间的电压分析：已知偏移量越小，打在纸上的笔迹越小，因偏移量y＝eq\f(qUL2,2mdv\o\al(2,0))，现要减小笔迹，可行的举措可减小墨汁微粒的比荷eq\f(q,m)，增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，减小偏转极板的长度L，减小偏转极板间的电压U，应选C.答案：C6．一带负电粒子在电场中仅受静电力作用沿x轴正方向做直线运动的v－t图象以以下图，初步点O为坐标原点，以下对于电势φ、粒子的动能Ek、电场强度E、粒子加快度a与位移x的关系图象中可能合理的是()分析：由v－t图象可知速度减小，且加快度渐渐减小，电场力做负功，动能渐渐减小，而电场强度E＝eq\f(F,q)＝eq\f(ma,q)，因此沿＋x方向场强渐渐减小，则电势不是平均减小，因此A、B、D错误，C可能合理．答案：C7．[2018·江苏卷，5]以以下图，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板右端向下挪动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴()A．仍旧保持静止B．竖直向下运动C．向左下方运动D．向右下方运动分析：开始时油滴处于静止状态，有mg＝qeq\f(U,d)，B板右端下移时，U不变，d变大，电场力F＝qeq\f(U,d)变小，mg>F.受力分析以以下图，mg与F的协力方向为右下方，故油滴向右下方运动．答案：D8．为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置以以下图，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心．当两极接上高压电源时，电晕极周边会形成很强的电场使空气电离，废气中的灰尘吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并积聚，以达到除尘目的．假定灰尘向收尘极运动过程中所带电荷量不变，以下判断正确的选项是()A．金属圆筒内存在匀强电场B．金属圆筒内越凑近收尘极电势越低C．带电灰尘向收尘极运动过程中电势能愈来愈大D．带电灰尘向收尘极运动过程中遇到的电场力愈来愈小分析：依据题图可知除尘器内电场在水平面上的散布近似于负点电荷形成的电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，其实不是匀强电场，A错误；逆着电场线方向，电势高升，故越凑近收尘极，电势越高，B错误；灰尘带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能愈来愈小，C错误；离电晕极越远，场强越小，因灰尘带电荷量不变，故其所受电场力越小，D正确．答案：D9．[2019·江苏南京一模](多项选择)以以下图，在竖直方向上固定了两个等量的同种点电荷＋Q，相距为l，在两电荷连线的中点O所在的水平线上，对称固定搁置了一长为2d的绝缘细管，有一带电荷量为＋q、质量为m的小球以初速度v从细管的左端管口射入，恰幸亏细管的最右端停止运动．重力加快度为g，静电力常量为k，则()A．小球在运动过程中，遇到的摩擦力先增大后减小B．小球加快度的大小必定是先增大、后减小C．小球战胜摩擦力所做的功为eq\f(1,2)mv2D．在运动过程中小球的电势能先增大后减小分析：小球在细管中运动时，竖直方向上只受重力与管对它的支持力，因此小球所受的滑动摩擦力不变，A错误；在细管左右两边，电场强度各有一个最大值，假如左边电场强度最大值的地点在小球出发点的右边，则小球加快度先增大后减小，再增大，再减小，B错误；因为对称性，小球在细管的左右两头点的电势能相等，因此战胜摩擦力做的功等于初动能，C正确；小球在O点的左边运动时战胜电场力做功，电势能增大，在O点右边运动时，电场力做正功，电势能减小，D正确．答案：CD[技术提高练]10．[2016·天津卷]以以下图，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，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下挪动一小段距离至图中虚线地点，则()A．θ增大，E增大B．θ增大，Ep不变C．θ减小，Ep增大D．θ减小，E不变分析：若保持下极板不动，将上极板向下挪动一小段距离，依据C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，C变大；依据Q＝CU可知，在Q必定的状况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角θ减小；依据E＝eq\f(U,d)，Q＝CU，C＝eq\f(εrS,4πkd)联立可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知E不变；P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，故Ep不变；由以上分析可知，选项D正确．答案：D11.以以下图，将质量m＝0.1kg、带电荷量为q＝＋1.0×10－5C的圆环套在绝缘的固定圆柱形水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间的动摩擦因数μ＝0.8.当空间存在着斜向上的与杆夹角为θ＝53°的匀强电场E时，环在电场力作用下以a＝4.4m/s2的加快度沿杆运动，求电场强度E的大小．(取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)分析：在垂直杆方向上，由均衡条件得：qE0sinθ＝mg，解得E0＝1.25×105N/C当E<1.25×105N/C时，杆对环的弹力方向竖直向上，依据牛顿第二定律可得：qEcosθ－μFN＝maqEsinθ＋FN＝mg解得：E＝1.0×105N/C当E>1.25×105N/C时，杆对环的弹力方向竖直向下，依据牛顿第二定律可得：qEcosθ－μFN＝maqEsinθ＝mg＋FN解得：E＝9.0×105N/C答案：1.0×105N/C或9.0×105N/C12．以以下图，在正交坐标系xOy的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不一样样的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹的锐角均为60°.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限，仅在电场力的作用下第一次抵达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线，今后第二次抵达x轴上的C点．求：(1)质子在A点和B点的速度之比；(2)OB与BC长度的比值．分析：(1)质子的运动轨迹以以下图，设在A、B两点的速率分别为v0、v，由题意知，v与v0的夹角为60°，因此eq\f(v0,v)＝cos60°＝eq\f(1,2).(2)设质子在电场中运动的加快度为a，从A运动到B经历的时间为t1.OB＝ON＋NB，由几何关系有ON＝AMsin30°，NB＝MBcos30°，沿垂直于v0方向上AM＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，沿平行于v0方向上MB＝v0