（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第六章 第3课时 电容 带电粒子在电场中的运动(一)知能达标训练

第课时电容带电粒子在电场中的运动(一)【测控导航】知识点题号1.电容器、电容及电容器的动态分析2、6、72.带电粒子在电场中的直线运动43.带电粒子在电场中的偏转1、3、5、9、114.力、电综合8、10一、单项选择题1.(年广东理综)喷墨打印机的简化模型如图所示.重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中(C)A.向负极板偏转 B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电荷量无关解析:由于忽略重力,所以带负电的微滴在板间仅受向上的电场力,故带电微粒向正极板偏转,故选项A错误;在向正极板偏转过程中,电场力做正功,电势能将减小,选项B错误;微滴水平方向做匀速运动,有x=vt,速度v不变,竖直方向的位移y=12at2=12·Uqdm·xv2=Uq2dm2.有的汽车安装有“智能气囊”控制系统,原理如图,在副驾驶座的车顶部和底部各安装一块相互绝缘的金属板,构成一个电容器,该电容器再跟汽车上的微电脑相连.如果副驾驶座上没有人员乘坐,即使汽车发生碰撞事故,电脑根据电容器的电容情况,不允许安全气囊打开,从而减少了气囊维修与被更换的费用.那么副驾驶座上有人员乘坐时与没有人员乘坐时相比,下列说法正确的是(A)A.电容器的电容变大B.电容器的电容变小C.电容器的电容不变D.因人而异,乘员是成人时,电容器的电容变大,乘员是小孩时,电容器的电容变小解析:当有人坐上后,相当于电容器内部的介电常数增加,故电容值增大,故选项A正确.3.(潍坊联考)如图所示,把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则下列说法中正确的是(D)A.若A、B带同种电荷,B球一定做速度减小的曲线运动B.若A、B带同种电荷,B球一定做加速度增大的曲线运动C.若A、B带同种电荷,B球一定向电势较低处运动D.若A、B带异种电荷,B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动解析:若A、B带同种电荷,B球受到库仑斥力作用,一定做速度增大加速度减小的曲线运动,选项A、B错误;若B球带负电,则B球向电势较高处运动,选项C错误;若A、B带异种电荷,B球可能绕A球做匀速圆周运动,即做速度和加速度大小都不变的曲线运动,选项D正确.4.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到达B板时的速率,下列解释正确的是(C)A.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大B.两板间距越小,加速度就越大,则获得的速率越大C.与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关D.以上解释都不正确解析:设电子质量为m,电荷量为e,两板间距为d,则12eUmd·解得t=d2meU即t∝d,又eU=12mv25.(吉林市质检)如图所示,A板发出的电子经加速后,沿水平方向射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在荧光屏P上,关于电子的运动,则下列说法中正确的是(D)A.当滑动触头向右移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升B.当滑动触头向左移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置下降C.水平金属板电压U增大时,其他不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变D.水平金属板电压U增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析:当滑动触头向右移动时,其他不变,加速电压增大,电子进入水平放置的两平行金属板间的速度增大,在水平放置的两平行金属板间运动时间缩短,偏转减小,则电子打在荧光屏上的位置下降,选项A错误;当滑动触头向左移动时,其他不变,加速电压减小,电子进入水平放置的两平行金属板间的速度减小,在水平放置的两平行金属板间运动时间增大,偏转增大,则电子打在荧光屏上的位置上升,选项B错误;水平金属板电压U增大时,其他不变,静电力做功增大,则电子打在荧光屏上的速度增大,选项C错误;水平金属板电压U增大时,其他不变,电子进入水平放置的两平行金属板间的速度不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变,选项D正确.6.(陕西宝鸡第二次质检)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后(A)A.P点的电势将降低B.带电油滴的电势能将减少C.带电油滴将沿竖直方向向上运动D.电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大解析:将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后,d增大,两极板之间电场强度减小,P点的电势将降低,带电油滴所受静电力减小,带电油滴将沿竖直方向向下运动,选项A正确,C错误;由于带电油滴带负电,P点的电势降低,带电油滴的电势能将增大,选项B错误;将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后,d增大,电容器的电容减小,电压不变,由C=Q/U可知极板带电荷量将减少,选项D错误.二、不定项选择题7.(深圳第一次调研)如图所示,当平行板电容器C充电后把开关S断开.设电容器电压为U,电荷量为Q.现只将电容器两板的正对面积减小,则(BC)A.Q变大 B.Q不变 C.U变大 D.U变小解析:平行板电容器C充电后把开关S断开,带电荷量Q不变,选项B正确,A错误;现只将电容器两板的正对面积减小,电压U变大,选项C正确,D错误.8.(温州模拟)如图所示,光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点.一质量为m带正电的小球从距B点x的位置在静电力的作用下由静止开始沿AB向右运动,恰能通过最高点,则(ACD)A.R越大,x越大B.R越大,小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C.m越大,x越大D.m与R同时增大,静电力做功增大解析:小球在BCD部分做圆周运动,在D点由圆周运动向心力公式有:mg=mvD2R,小球由B到D的过程中由动能定理有:-2mgR=12mvD2-12mvB2,得:vB=5gR,知R越大,B点速度越大,则x越大,选项A正确;在B点有:FN-mg=mvB9.平行板电容器两板间的电压为U,板间距离为d,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入,不计重力.当粒子的入射初速度为v0时,它恰好能穿过电场而不碰到金属板.现在使该粒子以v0/2的初速度以同样的方式射入电场,下列情况正确的是(AC)A.该粒子将碰到金属板而不能飞出B.该粒子仍将飞出金属板,在金属板内的运动时间将变为原来的2倍C.该粒子动能的增量将不变D.该粒子动能的增量将变大解析:设平行板的长度为L,粒子以v02的初速度射入电场,沿平行板方向的分位移x=v02t<L,粒子不能飞出金属板,故选项A对,B错.粒子垂直于平行板方向的分位移y=d2,由动能定理可知ΔEk=qEd2=三、非选择题10.(北京市海淀区高三第一学期期末)在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图所示.当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1,油滴开始向上运动;经时间Δt后,电容器突然放电使其电压减少ΔU2,又经过时间Δt,油滴恰好回到原来位置.假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计.重力加速度为g.试求:(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比;(3)ΔU1与ΔU2之比.解析:(1)设油滴质量为m,所带电荷量为q,油滴静止时,有mg=qU0d,则qm(2)设第一个Δt内油滴的位移为x1,加速度大小为a1,第二个Δt内油滴的位移为x2,加速度大小为a2,则x1=12a1Δt2,x2=v1Δt-12a2Δt且v1=a1Δt,x2=-x1,解得a1∶a2=1∶3.(3)油滴向上加速运动时,有qU0+Δ即qΔU1d油滴向上减速运动时,有mg-qU0+Δ即qΔU1-ΔU2d解得ΔU1Δ答案:(1)dgU0(2)1∶3(3)111.(浙江名校联考)真空室中有如图所示的装置.电极K发出的电子(初速度不计)经过加速电场后,由小孔O沿水平放置的偏转极板M、N间的中心轴线OO'射入.M、N板长为L,两极板间加有恒定电压,它们间的电场可看作匀强电场.偏转极板右端边缘到荧光屏P的距离为s.当加速电压为U1时,电子恰好打在N板中央的A点;当加速电压为U2时,电子打在荧光屏的B点.已知A、B点到中心轴线OO'的距离相等.求U1∶U2.解析:设电子电荷量为e、质量为m.由题意,电子在偏转电场中做类平抛运动.当