高考物理一轮复习 课时跟踪检测（二十三）第六章 静电场 第3节 带电粒子在电场中的运动.doc

课时跟踪检测（二十三） 带电粒子在电场中的运动对点训练：平行板电容器的动态分析1(2017宁波二模)如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关s后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是()a使a、b板的距离增大一些b使a、b板的正对面积减小一些c断开s，使a、b板的距离增大一些d断开s，使a、b板的正对面积增大一些解析：选c开关s闭合，电容器两端的电势差不变，则静电计指针的张角不变，故a、b错误；断开s，电容器所带的电量不变，a、b板的距离增大，则电容减小，根据u知，电势差增大，则指针张角增大，故c正确；断开s，电容器所带的电量不变，a、b板的正对面积增大，电容增大，根据u知，电势差减小，则指针张角减小，故d错误。2(2017衡水调研)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在p点，如图所示，以c表示电容器的电容、e表示两板间的场强、表示p点的电势，w表示正电荷在p点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0，则下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是()解析：选c由c知，c与两极板间距离d成反比，c与x不是线性关系，a错；电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由c、qcu、ued得e是定值，b错；因负极板接地，电势为零，所以p点电势为e(lx)，l为p点到负极板的初始距离，e不变，随x增大而线性减小，c对；由wq知w与电势变化情况一样，d错。3(多选)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，则()a带电油滴将沿竖直方向向上运动bp点的电势将降低c带电油滴的电势能将增加d电容器的电容减小，极板带电荷量将增加解析：选bc上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为电源电动势e，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，a错；p点的电势大于0，且p点与下极板间的电势差减小，所以p点的电势降低，b对；两极板间电场方向竖直向下，所以p点的油滴应带负电，当p点电势减小时，油滴的电势能应增加，c对；电容器的电容c，由于d增大，电容c应减小，极板带电荷量qce将减小，d错。对点训练：带电粒子在电场中的直线运动4.(多选)如图所示 ，m、n是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当m、n间电压为u时，粒子刚好能到达n板，如果要使这个带电粒子能到达m、n两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是()a使初速度减为原来的b使m、n间电压提高到原来的2倍c使m、n间电压提高到原来的4倍d使初速度和m、n间电压都减为原来的解析：选bd在粒子刚好到达n板的过程中，由动能定理得qed0mv02，所以d，令带电粒子离开m板的最远距离为x，则使初速度减为原来的，x；使m、n间电压提高到原来的2倍，电场强度变为原来的2倍，x，使m、n间电压提高到原来的4倍，电场强度变为原来的4倍，x；使初速度和m、n间电压都减为原来的，电场强度变为原来的一半，x。5.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成角)由a向b做直线运动，已知重力加速度为g，微粒的初速度为v0，则()a微粒一定带正电b微粒一定做匀速直线运动c可求出匀强电场的电场强度d可求出微粒运动的加速度解析：选d因微粒在重力和电场力作用下做直线运动，而重力竖直向下，由微粒做直线运动条件知电场力必水平向左，微粒带负电，a错；其合外力必与速度反向，大小为f，即微粒一定做匀减速直线运动，加速度为a，b错，d对；电场力qemgcot ，但不知微粒的电荷量，所以无法求出其电场强度，c错。对点训练：带电粒子在匀强电场中的偏转6(多选)(2017合肥联考)如图所示，正方体真空盒置于水平面上，它的abcd面与efgh面为金属板，其他面为绝缘材料。abcd面带正电，efgh面带负电。从小孔p沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()a三个液滴在真空盒中都做平抛运动b三个液滴的运动时间一定相同c三个液滴落到底板时的速率相同d液滴c所带电荷量最多解析：选bd三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项a错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项b正确；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴到底板时的速率不相同，选项c错误；由于液滴c在水平方向位移最大，说明液滴c在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项d正确。7如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为u1的加速电场，经加速后从小孔s沿平行金属板a、b的中线射入，a、b板长为l，相距为d，电压为u2。则带电粒子能从a、b板间飞出应该满足的条件是()a.b.c. d.解析：选c根据qu1mv2，t，yat22，由题意知，yd，解得， 故c正确。8(2016海南高考)如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45角，上极板带正电。一电荷量为的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能ek0竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()a. b.c. d.解析：选b当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动。将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当vy0时，根据运动学公式有vy22d，vyv0cos 45，ek0mv02，联立得e，故选项b正确。考点综合训练9(2017漳州八校联考)如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长l0.1 m，两板间距离d0.4 cm，有一束相同微粒组成的带正电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为m2106 kg，电量q1108 c，电容器电容为c106 f。求：(g10 m/s2)(1)为使第一个粒子能落在下板中点，则微粒入射速度v0应为多少？(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？解析：(1)第一个粒子只受重力：gt2t0.02 sv02.5 m/s。(2)以v0速度入射的带电粒子，恰打到下极板右边缘时，有t10.04 s，at12，a由mgqemaen600个。答案：(1)2.5 m/s(2)600个10.如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于o点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为q和q，此时悬线与竖直方向的夹角为。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。解析：设电容器电容为c。第一次充电后两极板之间的电压为u两极板之间电场的电场强度为e式中d为两极板间的距离。按题意，当小球偏转角1时，小球处于平衡位置。设小球质量为m，所带电荷量为q，则有tcos 1mgtsin 1qe式中t为此时悬线的张力。可得tan 1设第二次充电使正极板上增加的电荷量为q，此时小球偏转角2，则tan 2所以代入数据解得q2q。答案：2q11(2017邯郸质检)如图，等量异种点电荷固定在水平线上的m、n两点上，有一质量为m、电荷量为q(可视为点电荷)的小球，固定在长为l的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过o点且与mn垂直的水平轴无摩擦地转动，o点位于mn的垂直平分线上距mn为l处。现在把杆拉起到水平位置，由静止释放，小球经过最低点b时速度为v，取o点电势为零，忽略q对等量异种电荷形成电场的影响。求：(1)小球经过b点时对杆的拉力大小；(2)在q、q形成的电场中，a点的电势a；(3)小球继续向左摆动，经过与a等高度的c点