【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动A卷课时提升作业 新人教版.doc

第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动a卷(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个答案正确)1.根据电容器电容的定义式c=qu,可知()a.电容器所带的电荷量q越多,它的电容就越大,c与q成正比b.电容器不带电时,其电容为零c.电容器两极板之间的电压u越高,它的电容就越小,c与u成反比d.以上说法均不对2.(2013呼伦贝尔模拟)如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。s闭合时,该微粒恰好能保持静止。在以下两种情况下:保持s闭合,充电后将s断开。下列说法能实现使该带电微粒向上运动到上极板的是()a.情况下,可以通过上移极板m实现b.情况下,可以通过上移极板n实现c.情况下,可以通过上移极板m实现d.情况下,可以通过上移极板n实现3.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场,若不计重力,在图中能正确描述粒子在电场中运动轨迹的是()4.(2013淄博模拟)如图所示,用电池对电容器充电,电路a、b之间接有一灵敏电流表,两极板间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大,则()a.电荷将向上加速运动b.电荷将向下加速运动c.电荷保持静止状态d.电流表中将有从a到b的电流5.(2013巢湖模拟)如图所示是水平放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出。若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则带电小球()a.将打在下板中央b.仍沿原轨迹由下板边缘飞出c.不发生偏转,沿直线运动d.若上板不动,将下板上移一段距离,小球一定打不到下板的中央6.如图所示,质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中o点静止释放后,分别抵达b、c两点,若ab=bc,则它们带电荷量之比q1q2等于()a.12b.21c.12d.217.如图所示,a、b两导体板平行放置,在t=0时将电子从a板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在a、b两板间加四种电压,它们的uab-t图线如下列四图所示,其中可能使电子到不了b板的是()8.(2013临沂模拟)如图所示,平行板电容器的两个极板竖直放置,并接直流电源。若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器,a到c是直线,由于电极板边缘效应,粒子从c到d的运动轨迹是曲线,重力加速度为g,则该粒子()a.在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动,cd段电场力大于重力b.从a到c粒子做匀加速直线运动,加速度是gcosc.从a到d粒子的重力势能减小,电势能增加d.从a到d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向9.m、n是一对水平放置的平行板电容器,将它与一电动势为e,内阻为r的电源组成如图所示的电路,r是并联在电容器上的滑动变阻器,g是灵敏电流计,在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态,如图所示,现保持开关s闭合,将滑动变阻器的滑片向上滑动,则()a.在滑片滑动时,灵敏电流计中有从a向b的电流b.在滑片滑动时,灵敏电流计中有从b向a的电流c.带电油滴仍处于悬浮状态d.带电油滴将向下运动10.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为e的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电荷量为+q的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能()a.可能为0b.一定是12mv02+qelc.一定是12mv02d.可能为12mv02+23qel二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(2013安徽六校联考)(15分)如图所示,倾角为的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度v0水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球受到的电场力与重力相等,地球表面重力加速度为g,设斜面足够长,求:(1)小球经多长时间落到斜面上;(2)从水平抛出至落到斜面的过程中,小球的电势能是如何变化的,其变化量为多大?12.(能力挑战题)(15分)如图所示为密立根油滴实验示意图。在电介质为空气的电容器中,观测以某一速度滴入的油滴。当开关s断开时,从上板小孔飘入的带电油滴能以稳定的速率v1下降。合上s,过一会儿油滴由下降转为上升,稳定时速率为v2。设油滴的质量为m,电源电压为u,板间距离为d,油滴受到空气的黏滞阻力的大小与速度成正比,即ff=kv(式中k为未知量)。(1)求油滴所带的电荷量q。(2)设两板间距d=0.5 cm,板间电压u=150v,测得油滴的直径d=1.1010-6m,油滴的密度=1.05103kg/m3,若实验中观察到油滴向下和向上匀速运动的速率相等,试由此计算油滴的电荷量并说明电性。答案解析1.【解析】选d。电容器的电容的大小与其本身因素有关,与带电量的多少、两极板电压的大小无关,故a、b、c错误,d正确。2.【解析】选b。保持s闭合时,电容器电压不变,板间电场强度e=ud,当d减小时e变大,可使电场力大于重力,从而使微粒向上运动,故a错b对。充电后断开s时,电容器带电量不变,则板间电场强度e=ud=qcd,c=rs4kd,所以e=4kqrs,e不随d而变化,故c、d均错。3.【解析】选c。粒子在电场中做类平抛运动,受力方向总是沿电场线方向指向轨迹的凹侧,c正确。4.【解析】选b。充电后电容器的上极板a带正电。不断开电源,增大两板间距,u不变、d增大。由e=ud知两极板间场强减小。场强减小会使电荷q受到的电场力减小,电场力小于重力,合力向下,电荷q向下做加速运动,选项b正确,a、c错误。由c=rs4kd知d增大时,电容c减小。由q=cu知极板所带电荷量减少,会有一部分电荷返回电源,形成逆时针方向的电流。电流表中将会有由b到a的电流,选项d错误。5.【解析】选b。上板上移后,根据eqs,板间电场强度不变,小球受力不变,所以仍沿原轨迹由下板边缘飞出,选项b正确。6.【解析】选b。竖直方向有h=12gt2,水平方向有l=12qemt2,联立可得q=,所以有q1q2=21,b对。7.【解析】选b。在a选项所加电压下,电子将一直向b板加速运动;在c选项所加电压下,电子是先加速再减速至0,再加速再减速至0,一直向b板运动;d选项和c选项一样,只不过电子的加速度发生变化;只有在b选项所加电压下,电子先向b板加速再减速,再向a板加速再减速至初始位置,且速度变为0,如此往复运动,故选b。8.【解析】选b。由粒子在电场中的运动轨迹可判断粒子受力如图,合力f必沿ac方向,由几何知识可求得加速度大小a=fm=gcos,故a错b对。此过程中由于电场力做正功,所以电势能减小,故c错。从a到c过程粒子所受合力沿ac方向,在cd段受合力斜向右上方,故d错。9.【解析】选a。滑片向上滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,其两端电压增大,由q=cu可知,电容器的电量增大,灵敏电流计中出现由a向b的充电电流,a正确,b错误;由e=ud知,极板间电场增强,带电油滴所受电场力增大,油滴将向上加速运动,c、d错误。10.【解析】选a。如题图所示。(1)当它从bc边中点垂直该边以水平初速度v0进入电场时,由动能定理得:qel=ek-12mv02即ek=qel+12mv02。(2)当它从ab边中点垂直该边进入,则可能沿ad边射出,也可能沿cd边射出。若从ad边射出,则=ek-12mv02,即ek=+12mv02;若从cd边射出,设射出点与射入点沿场强方向的距离为x,0x,则qex=ek-12mv02,得:12mv0212mv02,则未出电场区,之后做反向匀加速运动,返回ad边时,动能仍为12mv02。若qel12mv02,则到达bc边动能ek=12mv02-qel。综合以上分析,可知a正确。【总结提升】求解电场中的多解问题的方法技巧(1)首先根据物体做直线运动和曲线运动的条件分析带电粒子在电场中运动的可能轨迹:是直线还是曲线;轨迹的形状和位置等。(2)再由电场范围和题目要求分析带电粒子在电场中运动的所有可能入射点和出射点,并进行分析和归纳;若运动过程复杂要善于用分段分析。(3)灵活运用牛顿运动定律、运动学公式、运动的合成与分解或动能定理、能量守恒定律归类分析、分类解答。11.【解析】(1)小球在运动过程中eq+mg=ma(2分)eq=mg,得a=2g(1分)y=12at2(2分)x=v0t(2分)又yx=tan(2分)得t=v0tang(1分)(2)y=12at2=122g(v0tang)2=v02tan2g(2分)电场力做正功,电势能减小,则有:e=-w电=-eqy=-mgy=-mv02tan2(3分)答案：(1)v0tang(2)电势能减小了mv02tan212.【解题指南】解答本题时应注意以下三点:(1)正确分析油滴的受力情况和运动状态;(2)阻力大小ff=kv中的k是未知数,答案中不能有k;(3)正确表达出油滴质量与直径的关系式。【解析】(1)设向下为正方向,s合上前,油滴以速率v1匀速下降,受重力mg和向上的空气黏滞阻力kv1作用,有:mg=kv1(3分)s合上后油滴以速率v2匀速上升时,电场力qe必向上,重力mg和空气阻力kv2均向下,有: