【志鸿优化设计】（重庆专用）2014届高考物理第一轮复习 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 2121 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 1 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 2 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 C D I l eS m 2eU I l e m 2eU I eS m 2eU IS l e m 2eU 3 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 4 a b c三个 粒子由同一点同时垂直电场强度方向进入偏转电场 其轨迹如图 所示 其中b恰好飞出电场 则下列说法错误的是 A 在b飞离电场的同时 a刚好打在负极板上 B b和c同时飞离电场 C 进入电场 c的速度最大 a的速度最小 D 它们的动能的增量 c的最小 a和b的一样大 5 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 2 6 2012 山东济宁模拟 如图 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 则下列说法错误 的是 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 T 8 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 D 若电子是在t T 4 时刻进入的 它将时而向B板运动 时而向A板运动 7 如图所示 平行板电容器A B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间 现将B 极板匀速向下移动到虚线位置 其他条件不变 则在B极板移动的过程中 A 油滴将向下做匀加速运动 B 电流计中电流由b流向a C 油滴运动的加速度逐渐变大 D 极板带的电荷量增加 8 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场 质量为m的带电小球由MN上 方的A点以一定初速度水平抛出 从B点进入电场 到达C点时速度方向恰好水平 A B C三点在同一直线上 且AB 2BC 如图所示 由此可见 A 电场力为 3mg B 小球带正电 C 小球从A到B与从B到C的运动时间相等 D 小球从A到B与从B到C的速度变化量相等 二 非选择题 9 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 10 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 3 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 电荷量 11 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 2 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 3 A 4 B 5 A 6 B 7 C 解析 解析 在 B 板下移过程中 U 不变 d 增大 则 E 减小 油滴的加速度 a U d 油滴向下做加速度增大的加速运动 A错误 C正确 d 增大 电容 C 减小 电荷 mg qE m 量 Q CU 减小 电容器放电 电荷量减少 电流由 a 流向 b 故B D错误 8 A 解析 解析 小球在水平方向上一直做匀速直线运动 由于 AB 2BC 则 xAB 2xBC 根据 x v0t 得 tAB 2tBC C错误 竖直方向上小球先做匀加速再做匀减速 小球带负电 B错误 hAB 2hBC h at2 aAB g 1 2 则 aBC 2g 而 aBC F电 mg m 所以 F电 3mg A正确 小球速度的变化量只在竖直方向上 A B 过程中速度的变化量 v1 g tAB B C 过 程中速度的变化量 v2 aBCtBC 2gtBC gtAB 两者方向不同 D错误 9 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 22 C 1 22 0 物块恰好通过最高点时有 mg qE mv2 C 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 联立得 x 2R 10 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 5 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 tan 1 tan 2 Q Q Q 代入数据解得 Q 2Q 11 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