高三物理一轮 6.3电容 带电粒子在电场中的运动（一）课后巩固训练（含解析）.doc

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6、92.带电粒子在电场中的直线运动4、7、83.带电粒子在电场中的偏转1、2、3、5、10、1115题为单选题;69题为多选题1.(2012兰州诊断)如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为y,要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)(a)a.增大偏转电压u b.增大加速电压u0c.增大偏转极板间距离d.将发射电子改成发射负离子解析:由y=ul24du0知,增大偏转电压u,减小加速电压u0,减小偏转极板间距离,都可使偏转位移增大,选项a正确,b、c错误;由y=qul22mdv02知,将发射电子改成发射负离子,m增大可使偏转位移减小,选项d错误.2.(2012年天津卷)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受电场力作用,则粒子在电场中(c)a.做直线运动,电势能先变小后变大b.做直线运动,电势能先变大后变小c.做曲线运动,电势能先变小后变大d.做曲线运动,电势能先变大后变小解析:根据电场线与等势面垂直,一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,受到向上的电场力作用,粒子在电场中做曲线运动,电场力先做正功后做负功,电势能先变小后变大,选项c正确.3.(2012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.(2012福州质检)电场中某三条等势线如图实线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abc,这一过程电子运动的vt图像可能是下列各图中的(a)解析:由图可知,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,做加速度越来越小的加速运动,这一过程电子运动的vt图像可能是选项a.5. (2013厦门理科综合模拟)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极a1、a2形成,实线为电场线,虚线为等势线,z轴为该电场的中心轴线,p、q、r为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,不计电子的重力,则(d)a.电极a1的电势高于电极a2的电势b.电子在p点处的动能大于在q点处的动能c.电场中q点的电场强度小于r点的电场强度d.电子从p至r的运动过程中,静电力对它一直做正功解析:因为电场线从高电势指向低电势,据此可知,电极a1的电势低于电极a2的电势,选项a错误;p点电势低于q点电势,带负电的电子在p点的电势能高于在q点的电势能,而电子在p点处的动能小于在q点处的动能,选项b错误;根据电场线的疏密可知,电场中q点的电场强度大于r点的电场强度,选项c错误;电子从p至r的运动过程中,电势逐渐变大,电势能逐渐变小,静电力对它一直做正功,选项d正确.6.(2012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.7.(2012吉林二模)如图所示,在真空中有两个正点电荷,分别置于p、q两点,p处点电荷的电荷量大于q处点电荷的电荷量,a、b为p、q连线的中垂线上的两点,现将一负电荷q由a点沿中垂线移动到b点,在此过程中,下列说法正确的是(bd)a.q的电势能一定在逐渐减小b.q的电势能一定在逐渐增大c.q所受电场力大小一定在逐渐减小d.q所受电场力大小可能在逐渐增大解析:将一负电荷q由a点沿中垂线移动到b点,电场力一定做负功,q的电势能一定在逐渐增大,选项a错误,b正确;q所受电场力大小可能在逐渐增大,选项c错误,d正确.8.如图所示,水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场,板间距离为d,一个带负电的液滴带电荷量大小为q,质量为m,从下板边缘射入电场,沿直线从上板边缘射出,则(acd)a.液滴做的是匀速直线运动b.液滴做的是匀减速直线运动c.两板的电势差为mgdqd.液滴的电势能减少了mgd解析:首先根据运动是直线运动,确定要考虑重力,而电场力也在竖直方向上,所以可以肯定合外力必然为零,因而确定了液滴的运动性质和所受重力和电场力的关系.9.(2013自贡市一诊)如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正负极相连.a、b的中央沿竖直方向各有一个小孔,带正电的液滴从小孔的正上方p点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后速度为v1.现使a板不动,保持开关s打开或闭合,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍从p点自由落下,先后穿过两个小孔后速度为v2.下列说法中正确的是(bc)a.若开关s保持闭合,向下移动b板,则v2v1b.若开关s闭合一段时间后再打开,向下移动b板,则v2v1c.若开关s保持闭合,无论向上或向下移动b板,则v2=v1d.若开关s闭合一段时间后再打开,无论向上或向下移动b板,则v2v1;向上移动b板,两极板之间电压增大,电场力做负功增大,由动能定理可得v2v1,选项b正确,d错误.10.(2012广东中山期末)如图,a、b两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆,圆心处有一带正电,电荷量为q的点电荷,内外圆间的电势差为u.一电子仅在电场力作用下由a运动到b,电子经过b点时速度为v.若电子质量为m,带电荷量为e.求: (1)电子经过b点时的加速度大小.(2)电子在a点时的速度大小v0.解析:(1)电子在b点受到的库仑力大小为f=kqer22电子在该处的加速度为a=fm=kqemr22.(2)由动能定理得12mv2-12mv02=-eu解得v0=v2+2eum.答案:(1)kqemr22(2)v2+2eum11.(2013成都外国语学校月考)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在xoy平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线y=l24x的一段(0xl,0yl)为边界的匀强电场区域;在第二象限存在以x=-l、x=-2l、y=0、y=l的匀强电场区域.两个电场的场强大小均为e,不计电子所受重力,电子的电荷量为e,求:(1)从电场区域的边界b点处由静止释放电子,电子离开mnpq时的坐标;(2)从电场区域的ab曲线边界由静止释放电子离开mnpq的最小动能.解析:(1)设电子的质量为m,从b点处由静止释放的电子出区域时的速度为v0.对于b点,由双曲线y=l24x可知y=l,则得出:x=14l,电子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有:ee14l=12mv02,电子离开电场区域后,接着电子在无电场区域匀速运动,此后进入电场区域,在电场中做类平抛运动.设在电场中运动的时间为t1,不防假设电子从np边射出,出射点纵坐标为y1,则t1=lv0,a=eem,l-y1=12at12解得y1=0,所以电子离开mnpq区域的位置坐标为(-2l,0),即电子从np边的p点射出,原假设成立.(2)设释放点在电场区域中的坐标为(x,y),电子出区域时的速度为v1.由双曲线公式可知y=l24x,所有电子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有:eex=12mv12,设在电场中做类平抛运动的时间为t2,也假设电子从np边射出,出射点纵坐标为y2,则t2=lv1,l-y2=12at22,解得y2=0,所以所有电子离开