2022-2023学年高二物理人教版（2019）寒假作业四电容、带电粒子在电场中的运动

(4)电容、带电粒子在电场中的运动——2022-

2023学年高二物理人教版(2019)寒假作业

1.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移

出，则电容器()

A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大

B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大

C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变

D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变

2.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均

接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，综表示点电荷在P

点的电势能，9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.J增大，E增大B.0增大，稣不变C.0减小，5增大D.0减小，E不变

3.电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，如图所示，在对电容器充电的过程中，下列说法

正确的是()

C

R

A.电容器所带的电荷量逐渐增大B.电容器所带的电荷量保持不变

C.电容器两极板间的电压保持不变D.电容器两极板间的电压逐渐减小

4.如图所示，平行板电容器两极板带等量异种电荷，右极板与静电计金属球相连，左极板和静电计

金属外壳相连。若电容器的电容为C,两极板的电势差为U,两板间的电场强度为E,静电计指针

的偏角为仇保持右极板不动，将左极板向左移动一小段距离的过程中()

1

8

A.C增大B.u减小C.e减小D.E不变

5.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

6.真空中的某装置如图所示，让一价氢离子、一价氮离子和二价氮离子的混合物都从。点由静止开

始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转（未打在极板上）。下列说法中正确的是

（）

W。

A.三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1

B.三种粒子射出偏转电场时的速度相同

C.三种粒子在运动过程中不会分离成三股离子束

D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:2

7.如图所示，平行板电容器经开关S、电流计与电池连接，a处固定一带电荷量非常小的正点电荷,

S是闭合的，化表示。点的电势，尸表示点电荷所受的电场力，与表示点电荷在a点的电势能。

A.F增大B.Ep减小

C.%减小D.电流计中有电流由。流向P

8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上

尸点出现亮斑，那么示波管中的（）

2

A.极板x应带负电，极板y应带负电B.极板X'应带负电，极板y应带正电

c极板x应带负电，极板-应带负电D.极板x'应带负电，极板r应带正电

9.如图所示，一质量为，"、电荷量为4（4>0）的粒子以速度%从MN连线上的P点水平向右射入大

小为反方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45。角，粒子的重力可以忽略，则粒

子到达连线上的某点时（）

A.所用时间为隼B.速度大小为3%

qE

C.与P点的距离为2年由D.速度方向与竖直方向的夹角为30°

qE

10.如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板用、N间存在匀强电场，板长为〃不考虑边界效

应）。1=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为%的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达

N板时速度大小为直％；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作

用，则（）

A.M板电势高于N板电势B.两个粒子的电势能都增加

C.粒子在两板间的加速度为a="D.粒子从N板下端射出的时间t=

L2%

11.如图所示，两种不同的正离子（不计重力）垂直射入偏转电场，从偏转电场射出时具有相同的

偏转距离y和偏转角。（偏转电压U保持不变），则两种离子进入偏转电场前需要满足（）

3

A.速度相同B.动能相同

C.比荷相同D.由静止经同一加速电场加速

12.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从。点垂直射入偏转电场，

并从另一侧射出，再打到荧光屏上的P点，点为荧光屏的中心。己知：电子质量为机、电荷量

为e,加速电场电压为U。，偏转电场电压为U,极板的长度为右，板间距离为4,极板的末端到荧

光屏的距离为4(忽略电子所受重力)。求：

(1)电子射入偏转电场时的初速度为;

(2)电子经过偏转电场过程中静电力对它所做的功W；

(3)若粒子射出偏转电场时的竖直偏移量y=0.36cm,极板的长度乙=6.0cm,极板的末端到荧

光屏的距离a=3.0cm,求电子打在荧光屏上的P点到点的距离爪

13.如图所示，在竖直平面内，一质量机=5x10“kg、电荷量9=8x10'C的带正电小球以速度

%=lm/s飞入水平放置的电容器的中心，小球恰好沿水平直线运动。已知电容器两极板之间

的距离d=10cm,小球从A点水平抛出后，恰好从另一电容器的PQ板中心小孔。处进入电容器

内，且穿过。孔时速度方向垂直于板，金属板与水平方向夹角为37。，

sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?,求:

(1)水平放置的电容器两板间的电压U;

(2)若倾斜电容器板间的匀强电场场强的大小为E=500V/m,金属板PQ长为1.2m,问要使小

球不打到金属板上，两板间距至少为多少？

4

答案以及解析

1.答案：D

解析：电容器电容C=M，云母介质移出，J减小，C减小；又C=g，电源恒压,

4nkdU

U一定，C减小，故。减小；电场强度£=二，故E不变，选项D正确。

a

2.答案：D

解析：若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据。=。可知，c变大，。一

411kd

Uz

定，则根据Q=cu可知，U减小，则静电计指针的偏角。减小；根据石=I，Q=cu,c=/\,

d4成d

联立可得£=士华，可知。一定时，E不变；根据可知尸点到下极板的距离4不变，E

sS

不变，则p点与下极板间的电势差q不变，p点的电势不变，则综不变。故A、B、C错误，D正

确。

3.答案：A

解析：在对电容器充电的过程中，电容器所带的电荷量逐渐增大，故A正确，B错误；根据电容

的定义式变形可知电容器两极板间的电压为^=晟，在对电容器充电的过程中，。逐渐增大，则U

逐渐增大，故C、D错误。故选A。

4.答案：D

解析：当将左极板向左移动一小段距离时，极板间距d增大，由C=至-可知，电容C减小，故

4兀以

A错误；电荷量。恒定，根据U=£,即可判定两极板间的电压增大，故B错误；两极板间电势差

增大，则。增大，故C错误；根据£=§衅，正对面积S不变，则电场强度也不变，故

aCd£rS

D正确。故选D。

5.答案：D

解析：带正电的质点处于静止状态，则，型=&/=二“。根据平行板电容器电容的决定式。=编

d4nkd

可得，两板间距增大，电容减小；由于电容器与电池相连，电容器两板间电压U不变，两板间距d

增大，电容器两板间电场强度E减小，质点所受电场力减小，质点向下运动，故D项正确，A、B、

C三项错误。

6.答案：C

5

解析：由。口=:加说，得%1：%：%3=2：1：0，再由，=,，可得444=0：2&：2,故A错

2%

误；由丫=?乎・与=然，可知三种粒子从偏转电场同一点射出，且速度方向相同，故c正确;

2dmuj4dq

由《，加2=Uu+*4.y,可得v=与y]•幺，因且不同，故三种粒子出偏转电场的速度

2ayvaJmm

不相同，故B错误；由偏转电场对三种粒子做的功为叱可知叱s：网叱1=1:1:2,

1tan

故D错误。

7.答案：D

解析：8板稍微向下移动，两板间的距离增大，由后=二可知电场强度减小，再由尸=%知点电

a

荷所受的电场力产减小，故A错误；两极板间的电压U不变，8板接地，％=0，间距增大，由

U=%-%知外不变，再由。a,=应如,E变小，不变，得U而变小，再由知外增

大，故C错误；正点电荷4>0,由5=4外知综增大，故B错误；两极板间的电压U不变，间距

增大，由C=w、C=g可知电荷量减小，电容器放电，电流计中有电流由。流向P,故D正

411kdU

确。

8.答案：B

解析：电子受的电场力方向与场强方向相反，如果在荧光屏上尸点出现亮斑，则电子要向x和y

偏转，极板x和极板y应带正电，X'和上应带负电，所以B正确。

9.答案：C

解析：粒子在电场中做类平抛运动，从P点到再次落到加、N连线上，水平位移等于竖直位移，

即“'I,景，解得'=察’故A选项错误；竖直速度「=?f=2%'合速度

丫=&+1=岛,故B选项错误；水平位移》=咿=等，竖直位移卜="，故合位移大小

v'Eq

5=缶=注理，故c选项正确；设速度方向与竖直方向的夹角为仇则tane=a=；,即

qE42

夕二30,故D选项错误。

10.答案:C

解析：本题考查带电粒子在电场中的运动。两个粒子均向右运动，受到的电场力向右，由于不知

道粒子带电的性质，所以不能确定用、N板电势的高低，A项错误；粒子在向右运动的过程中，

电场力做正功，电势能减小，B项错误；对垂直M板向右运动的粒子，根据匀变速直线运动的规

6

律有（及%了-片=2ad,对平行M板向下的粒子，在水平方向有4=3",在平行M板方向有

\L=vot,联立以上各式，解得，=上,〃=%，C项正确，D项错误。

22V°L

11.答案：D

解析：加速电场加速过程"说，在偏转电场中的运动时间”上，加速度。=我=吗，偏

2%mma

上—12Ul3八atUL-

转距离y==不行丁，偏转角6满足tanO=-=而7，由以上分析可知，两种离子进入同一偏

24dU°%2U°d

转电场前需要满足：由静止经同一加速电场加速。故选D。

12.答案：（1）瑟

Vm

(2)

(3)0.72cm

解析：（1）根据动能定理有eU°=!如心解得%=俨口。

2