2013届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第29讲电容器带电粒子在电场中的运动

1 20132013 届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第 2929 讲电容讲电容 器带电粒子在电场中的运动器带电粒子在电场中的运动 基础热身 1 如图 K29 1 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 下列说法正确的是 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 图 K29 1 图 K29 2 2 如图 K29 2 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下运动 B P点的电势将降低 C 带电油滴的电势能将减少 D 极板带电荷量将增大 图 K29 3 3 在平行板间加上如图 K29 3 所示周期性变化的电压 重力不计的带电粒子静止在 平行板中央 从t 0 时刻开始将其释放 运动过程无碰板情况 图 K29 4 中能定性描述 粒子运动速度图象的是 A B C D 图 K29 4 4 如图 K29 5 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 图 K29 5 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 技能强化 5 如图K29 6 所示 平行板电容器在充电后不切断电源 此时板间有一带电尘粒恰 2 能在电场中静止 若正对的平行板左右错开一些 则 A 带电尘粒将向上运动 B 带电尘粒将保持静止 C 错开过程中 通过电阻R的电流方向为B到A D 错开过程中 通过电阻R的电流方向为A到B 图 K29 6 图 K29 7 6 如图 K29 7 所示 带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M N水平正对放 置 两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动 当微粒运动到P点时 将M板迅速向上平 移一小段距离 则此后微粒的可能运动情况是 A 沿轨迹 运动 B 沿轨迹 运动 C 沿轨迹 运动 D 沿轨迹 运动 7 2011 安徽卷图 K29 8 甲为示波管的原理图 如果在电极YY 之间所加的电压按 图 K29 8 乙所示的规律变化 在电极XX 之间所加的电压按图 K29 8 丙所示的规律变化 则在荧光屏上会看到的图形是图 K29 9 中的 图 K29 8 图 K29 9 8 如图 K29 10 所示 交变电压加在平行板电容器A B两极板上 开始B板电势比 A板电势高 这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间 它在电场作用下开始运 动 设A B两极板间的距离足够大 下列说法正确的是 A 电子一直向着A板运动 B 电子一直向着B板运动 C 电子先向A板运动 然后返回向B板运动 之后在A B两板间做周期性往复运动 D 电子先向B板运动 然后返回向A板运动 之后在A B两板间做周期性往复运动 图 K29 10 图 K29 11 3 9 一个质量为m 电荷量为 q的小球以初速度v0水平抛出 在小球经过的竖直平面 内存在着若干个如图 K29 11 所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区 两区域相 互间隔 竖直高度相等 电场区水平方向无限长 已知各电场区的场强大小相等 方向均 竖直向上 不计空气阻力 下列说法正确的是 A 小球在水平方向一直做匀速直线运动 B 若场强大小等于 则小球经过每一电场区的时间均相同 mg q C 若场强大小等于 则小球经过每一无电场区的时间均相同 2mg q D 无论场强大小如何 小球通过所有无电场区的时间均相同 10 2011 衡阳联考如图 K29 12 甲所示 一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线 射入金属板空间 从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压 假设电子 能穿过平行金属板 则下列说法正确的是 甲 乙 图 K29 12 A 电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出 不包括轴线 B 电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出 不包括轴线 C 电子可能从轴线到上极板之间的空间射出 也可能沿轴线方向射出 D 电子射出后动能一定增大 11 在一个水平面上建立x轴 在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强 电场 场强大小E 6 0 105 N C 方向与x轴正方向相同 在O处放一个电荷量 q 5 0 10 8C 质量m 1 0 10 2 kg 的绝缘物块 物块与水平面间的动摩擦因数 0 20 沿x轴正方向给物块一个v0 2 0 m s 的初速度 如图 K29 13 所示 求物块 最终停止时的位置 g取 10 m s2 图 K29 13 12 如图 K29 14 所示 两块竖直放置的平行金属板A B相距为d 两板间电压为U 一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动 当它到达电场中 的N点时速度变为水平方向 大小变为 2v0 求M N两点间的电势差和电场力对带电小球 所做的功 不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响 设重力加速度为g 4 图 K29 14 挑战自我 13 如图 K29 15 所示 AB CD为两平行金属板 A B两板间电势差为U C D始终 和电源相接 测得其间的场强为E 一质量为m 电荷量为q的带电粒子 重力不计 由静止 开始经AB加速后穿过CD发生偏转 最后打在荧光屏上 已知C D极板长均为x 荧光屏 距C D右端的距离为L 问 1 粒子带正电还是带负电 2 粒子打在荧光屏上距O点下方多远处 3 粒子打在荧光屏上时的动能为多大 图 K29 15 课时作业 二十九 课时作业 二十九 基础热身 1 C 解析 设电子质量为m 电荷量为e 两板间距为d 则 t2 d 解得 1 2 eU md t d 即t d 又eU mv2 0 得v 故v与d无关 选项 C 正确 2m eU 1 2 2eU m 2 AB 解析 电容器与电源相连 当上极板上移时 板间距离d增大 场强E 减 U d 小 电场力减小 油滴将向下运动 选项 A 正确 由U Ed知 P与下极板电势差减小 P 点电势降低 选项 B 正确 油滴带负电 电势降低 由Ep q 知 电势能增加 选项 C 错误 板间距离d增大 电容C减小 U不变 由C 知Q将减小 选项 D 错误 Q U 3 A 解析 前 时间内带电粒子做匀加速直线运动 后 时间内做匀减速直线运动 T 2 T 2 T时刻速度减为零 以后重复第一周期内的运动 选项 A 正确 4 B 解析 将电容器上板或下板移动一小段距离 电容器带电荷量不变 由公式 E 可知 电容器产生的场强不变 以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运 U d Q Cd 4k Q rS 动 下板不动时 小球沿原轨迹由下板边缘飞出 当下板向上移动时 小球可能打在下板 的中央 所以只有选项 B 正确 技能强化 5 BD 解析 平行板左右错开一些后 正对面积减小但板间距离不变 由于电容器 与电源相连 板间电压不变 由E 知 场强不变 带电尘粒受力不变 因而仍将静止 U d 选项 A 错误 选项 B 正确 两板错开时 由C 知 电容减小 电荷量Q CU减小 rS 4 kd 电容器放电 电阻R中电流方向为A到B 选项 C 错误 选项 D 正确 6 B 解析 由E 可知 两极板带电量 电介质和正对面积不变时 U d Q Cd 4 kQ rS M板迅速向上平移一小段距离 不影响板间场强 因而场强不变 微粒受力情况不变 粒 子沿原直线运动 7 B 解析 由图可知 电极XX 之间加扫描电压 电极YY 之间加正弦式交变电 压 并且有相同的周期 在 0 时刻 UY 0 电子在YY 之间没有偏转 UX为负向最大电 压 电子只在XX 之间偏转 并且向左有最大偏转 故选项 A C 错误 在 0 t1之间 UY 0 UX mg 所以物块将沿x轴负向加速运动 跨过O点之后在摩擦力作用下减速 最终停止 在O点左侧某处 设该点距O点距离为x2 对全过程由动能定理有 mg 2x1 x2 0 mv 1 22 0 解得x2 0 2 m 12 2mv Uv2 0 dg2 0 解析 带电小球从M运动到N的过程中 在竖直方向上小球仅受重力作用 速度从 v0匀减速到零 在水平方向上小球仅受电场力作用 速度从零匀加速到 2v0 竖直位移 h v2 0 2g 水平位移 x t 2v0 2 又h t v0 2 6 所以x 2h v2 0 g 所以M N两点间的电势差为 UMN x U d Uv2 0 dg 从M运动到N的过程 由动能定理得 W电 WG m 2v0 2 mv 1 2 1 22 0 又WG mgh mv 1 22 0 所以W电 2mv 2 0 挑战自我 13 1 正电 2 L 3 Ex 2U x 2 q 4U2 E2x2 4U 解析 1 粒子向下偏转 电场力向下 电场强度方向也向下 所以粒子带正电 2 设粒子从A B间出来时的速度为v 则有qU mv2 1 2 设粒子离开偏转电场时偏离原来方向的角度为 偏