高考物理一轮复习 第7章 静电场 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动习题 新人教版.doc

第七章第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动1(2017江苏)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板a、b、c中央各有一小孔，小孔分别位于o、m、p点。由o点静止释放的电子恰好能运动到p点。现将c板向右平移到p点，则由o点静止释放的电子(a)a运动到p点返回b运动到p和p点之间返回c运动到p点返回d穿过p点解析电子在a、b板间的电场中加速运动，在b、c板间的电场中减速运动，设a、b板间的电压为u，b、c板间的电场强度为e，m、p两点间的距离为d，则有eueed0，若将c板向右平移到p点，b、c两板所带电荷量不变，由e可知，c板向右平移到p时，b、c两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在a、b板间加速运动后，在b、c板间减速运动，到达p点时速度为零，然后返回，a项正确，b、c、d项错误。2(2016全国卷)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(d)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解析平行板电容器接在电压恒定的直流电源上，电容器两极板之间的电压u不变。若将云母介质移出，电容c减小，由cq/u可知，电容器所带电荷量q减小，即电容器极板上的电荷量减小。由于u不变，d不变，由eu/d可知，极板间电场强度e不变，选项d正确，a、b、c错误。3(2016天津卷)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，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(d)a增大，e增大b增大，ep不变c减小，ep增大 d减小，e不变解析平行板电容器带有等量异号电荷，当极板正对面积不变时，两极板之间的电场强度e不变。保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至题图中虚线位置，由ued可知，两极板之间的电势差减小，静电计指针的偏角减小，由于下极板接地(电势为零)，两极板之间的电场强度不变，所以点电荷在p点的电势能ep不变。综上所述，选项d正确。4(2017全国卷，25)如图，两水平面(虚线)之间的距离为h，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的a点将质量为m、电荷量分别为q和q(q0)的带电小球m、n先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出，小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知n离开电场时的速度方向竖直向下；m在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为n刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：(1)m与n在电场中沿水平方向的位移之比；(2)a点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小。答案：(1)31(2)h(3)解析(1)设小球m、n在a点水平射出时的初速度大小为v0，则它们进入电场时的水平速度仍然为v0。m、n在电场中运动的时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。由题给条件和运动学公式得v0at0s1v0tat2s2v0tat2联立式得31(2)设a点距电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，由运动学公式v2ghhvytgt2m进入电场后做直线运动，由几何关系知联立式可得hh(3)设电场强度的大小为e，小球m进入电场后做直线运动，则设m、n离开电场时的动能分别为ek1、ek2，由动能定理得ek1m(vv)mghqes1ek2m(vv)mghqes2由已知条件ek11.5ek2联立式得e5(2016四川卷)中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从k点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管b时速度为8106m/s，进入漂移管e时速度为1107m/s，电源频率为1107hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1108c/kg。求：(1)漂移管b的长度；(2)相邻漂移管间的加速电压。答案：(1)0.4m(2)6104v解析(1)设质子进入漂移管b的速度为vb，电源频率、周期分别为f、t，漂移管b的长度为l，则tlvb联立式并代入数据得l0.4m(