【志鸿优化设计】（江苏专用）2014届高考物理 第六章静电场第三节电容器 带电粒子在电场中的运动（一）练习

1 课时作业课时作业 2828 电容器电容器 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 一 单项选择题 每题 6 分 共 18 分 1 在显像管的电子枪中 从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场 设其初速度为零 经加速后形成横截面积为S 电流为I的电子束 已知电子的电荷量为 e 质量为m 则在刚射出加速电场时 一小段为 l的电子束内的电子个数是 A B I l eS m 2eU I l e m 2eU C D I eS m 2eU IS l e m 2eU 2 2012 浙江杭州模拟 如图所示 长为l 倾角为 的光滑绝缘斜面处于水平向 右的匀强电场中 一电荷量为 q 质量为m的小球 以初速度v0由斜面底端的M点沿斜 面上滑 到达斜面顶端N的速度仍为v0 则 A 电场强度等于 mg tan q B 电场强度等于 mg sin q C M N两点的电势差为 mgl q D 小球在N点的电势能大于在M点的电势能 3 静电计是在验电器的基础上制成的 用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外 壳之间的电势差大小 如图所示 A B是平行板电容器的两个金属板 G 为静电计 开始 时开关 S 闭合 静电计指针张开一定角度 为了使指针张开的角度增大些 下列采取的措 施可行的是 A 断开开关 S 后 将A B分开些 B 保持开关 S 闭合 将A B两极板分开些 C 保持开关 S 闭合 将A B两极板靠近些 D 保持开关 S 闭合 将滑动变阻器滑动触头向右移动 二 多项选择题 每题 8 分 共 24 分 4 对于给定的电容器 描述其电容C 电荷量Q 电压U之间的相应关系的图象正确 的是 5 2012 山东济宁模拟 如图所示 A板的电势UA 0 B板的电势UB随时间的变化 规律如图所示 电子只受电场力的作用 且初速度为零 设两板间距足够大 则 2 A 若电子是在t 0 时刻进入的 它将一直向B板运动 B 若电子是在t 0 时刻进入的 它将时而向B板运动 时而向A板运动 最后打在 B板上 C 若电子是在t 时刻进入的 它将时而向B板运动 时而向A板运动 最后打在 T 8 B板上 D 若电子是在t 时刻进入的 它将时而向B板运动 时而向A板运动 T 4 6 一个平行板电容器 板间距离为d 当对其加上电压后 A B两板的电势分别为 和 下述结论正确的是 A 电容器两极板间可形成匀强电场 电场强度大小为E d B 电容器两极板间各点的电势 有的点相同 有的点不同 有正的 有负的 有的 点为零 C 若只减小两极板间的距离d 该电容器的电容C要增大 极板上带的电荷量Q也会 增加 D 若有一个电子穿越两极板之间的电场 则电子的动能一定会增大 三 非选择题 分值依次为 18 分 20 分 20 分 7 如图所示 竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R 下端与光滑绝缘水平面平滑连接 整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中 一质量为m 带电荷量为 q的物块 可视为 质点 从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动 沿半圆形轨道恰好通过最高点C 电 场强度大小E mg q 1 试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功 2 证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与电场强度大小E无关 且为一常量 8 2012 大纲全国高考 如图 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 6 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 3 3 电荷量 9 示波器的示意图如图所示 金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出 进入偏转电场 电子在穿出偏转电场后沿直线前进 最后打在荧光屏上 设加速电压 U1 1 640 V 偏转极板长为 4 cm 偏转板间距d 1 cm 当电子加速后从两偏转板的中央 沿板平行方向进入偏转电场 1 偏转电压为多大时 电子束打在荧光屏上偏转距离最大 2 如果偏转板右端到荧光屏的距离b 20 cm 则电子束最大偏转距离为多少 3 电子离开偏转电场时的偏转量h和偏转电压U2的比叫做示波器的灵敏度 分析 说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度 4 参考答案参考答案 1 B 解析 解析 设电子经电场加速后的速度为v 根据动能定理得 eU mv2 0 则v 1 2 2eU m 一小段 l的电子数的电荷量q It I I l 则电子个数 l v m 2eU n B 正确 q e I l e m 2eU 2 A 3 A 4 BC 5 ACD 6 BC 解析 解析 上下两板电势差为 的两倍 所以 A 错 中央点电势为零 其上方为 正 下方为负 B 正确 根据Q CU可得 C 变大 U不变时 Q变大 C 正确 电子进入 穿出磁场的位置未确定 可能电场力做负功 所以 D 错 7 答案 答案 1 mv qE mg R 2 见解析 1 22 0 5 2 解析 解析 1 设物块在C点的速度为vC 在由A C的过程中 根据动能定理得 Wf mg 2R qE 2R mv mv 1 22C 1 22 0 物块恰好通过最高点时有mg qE mv2C R 联立解得 Wf mv qE mg R 1 22 0 5 2 2 物块离开轨道后做平抛运动 竖直方向上 2R at2 a 1 2 mg qE m 水平方向上x vC t 2R mg Eq R m 4Rm mg Eq 故水平距离与电场强度E无关 8 答案 答案 2Q 解析 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 Q C 两极板之间电场的电场强度为 E U d 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 6 为q 则有 Tcos 1 mg Tsin 1 qE 式中T为此时悬线的张力 联立 式得 tan 1 qQ mgCd 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 3 tan 2 q Q Q mgCd 联立 式得 5 tan 1 tan 2 Q Q Q 代入数据解得 Q 2Q 9 答案 答案 1 205 V 2 0 055 m 3 增大板长l 减小板间距离d或减小加速电压U1 解析 解析 1 当电子在偏转电场中的偏转距离最大时 电子束打在荧光屏上的偏转距离 最大 此时有 d 2 1 2 1 2 eU2 md l v0 而eU1 mv 1 22 0 联立解得 U2 205 V 2U1d2 l2 2 电子束的最大偏移距离 y btan 为速度的偏转角 d 2 tan vy v0 eU2 md l v0 v0 eU2l mdv2 0 eU1 mv 1 22 0 所以y b d