2019届高考物理人教版第一轮复习课时作业x3 1 6 3电容器带电粒子在电场中地运动

1、实用标准文档 文案大全 第3课时 电容器 带电粒子在电场中的运动 基本技能练 1.如图1所示，先接通S使电容器充电，然后断开S。当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是 ( ) 图1 AQ变小，C不变，U不变，E变小 BQ变小，C变小，U不变，E不变 CQ不变，C变小，U变大，E不变 DQ不变，C变小，U变小，E变小 解析 电容器充电后再断开S，则电容器所带的电荷量Q不变，由CrS d可知，d增大时，C变小；又UQC，所以U变大；由于EUd，UQC4kdQr S，所以E4kQr S，故d增大时，E不变，选项C正确。 答案 C 2. (201

2、4安徽六校联考)如图2所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点。则下列说法正确的是 ( ) 实用标准文档 文案大全 图2 A三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B三个液滴的运动时间不一定相同 C三个液滴落到底板时的速率相同 D液滴C所带电荷量最多 解析 三个液滴具有相同的水平初速度，但除了受重力以外，还受水平方向的电场力作用，不是平抛运动，选项A错误；在竖直方向上三个液滴都做自由落体运动，下落高度又相同，运动时间必相同，选项

3、B错误；在相同的运动时间内，液滴C水平位移最大，说明它在水平方向的加速度最大，它受到的电场力最大，故它所带电荷量也最多，选项D正确；因为电场力对液滴C做功最多，它落到底板时的速率最大，选项C错误。 答案 D 3(多选)2015广州市综合测试(一)如图3所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑。如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则 ( ) 图3 A在荧屏上的亮斑向上移动 B在荧屏上的亮斑向下移动 C偏转电场对电子做的功增大 D偏转电场的电场强度减小 实用标准文档 文案大全 解析 电子束在偏转电场中做类平抛运动，沿垂直电场方向做匀速运动，故在电场中运动时间不变。电子在偏转

4、电场中受向上的电场力，故向上偏转，A项正确，B项错误；沿电场方向上，电子束做匀变速直线运动，两板间电压增大，偏转电场的场强增大，D项错误；电子所受电场力增大，因此加速度增大，由位移规律可知，电子在电场中侧移量增大，由功的定义式可知，电场力做功增大，C项正确。 答案 AC 4.如图4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 ( ) 图4 A带电油滴将沿竖直方向向上运动 BP点的电势将降低 C带电油滴的电势能将减小 D电容器的电容减小，而极板带电荷量将增大 解析 电容器始

5、终与电源连接，其两端的电压U始终保持不变，上极板向上移动一小段距离，意味着板间距离d增大，由EU可知E减小，带电油滴受到的电场力FqE也减小且小于重力，所以油滴将向下运动，选项A错误；设P点离下极板距离为x，则Ux d，可知其电势降低，选项B正确；电势能Epq不仅和电势的高低有关，还和电荷的正负及电荷量有关，由题意分析知油滴带负电，则降低，Ep反而要增加，选项C错误；由CrS4 kd可知电容C减小，由QCU可知极板带电量Q也将减小，选项D错误。 答案 B 实用标准文档 文案大全 5. (多选)(2014长春模拟)如图5所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中

6、点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点。一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出。下列说法正确的是 ( ) 图5 A粒子的运动轨迹一定经过P点 B粒子的运动轨迹一定经过PE之间某点 C若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由E、D之间某点(不含E、D)射出正方形ABCD区域 D若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域 解析 粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出，其轨迹是抛物线，则过D点作速度的反向延长线一定与水平位移交于FH的中点，而延长线又经过P点，所以粒子轨迹一定经过PE之间某点，选项B正确；由平抛知识可知，当竖直位移一定

7、时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，选项D正确。 答案 BD 6. (多选)如图6所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源，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 ( ) 实用标准文档 文案大全 图6 A将打在下板中央 B仍沿原轨迹运动由下板边缘飞出 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，小球可能打在下板的中央 解析 由题意可知电容器所带电荷量不变，因EUdQ Cd4kQr S，所以上板上移一小段距离，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小

8、球仍将沿原轨迹运动由下板边缘飞出，选项B正确，A、C错误；若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央，选项D正确。 答案 BD 7.如图7所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是 ( ) 图7 A小球带负电 B电场力跟重力平衡 C小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减少 D小球在运动过程中机械能守恒 解析 由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变化，由动能定理可知，外力做功为零，绳子拉力不做功，电场力和重力做的总功为零，所以电场力和重力

9、的合力为零，电场力跟重力平衡，B正确；由于电场力的方向与重力方向相反，电场方向向上，所以小球带正电，A错误；小球在从a点运动到b点的实用标准文档 文案大全 过程中，电场力做负功，由功能关系得，电势能增加，C错误；在整个运动过程中，除重力做功外，还有电场力做功，小球在运动过程中机械能不守恒，D错误。 答案 B 8. (多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量。如图8，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则 (

10、 ) 图8 A油滴带电荷量为mgd U B电容器的电容为kmgdU 2 C将极板M向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 解析 由题意知油滴受到的电场力方向竖直向上，又因上极板带正电，故油滴带负电荷，设油滴带电荷量为q，则极板带电荷量为Qkq，由qEmg、UEd、QCU，联立解得qmgd U，CkmgdU 2，选项A、B正确；当两极板间距离d减小时，板间场强EUd增大，电场力大于重力，油滴将向上运动 ，选项C正确；当两极板间距离d增大时，板间场强EU d减小，重力大于电场力，油滴将向下运动 ，选项D错误。 答案 ABC 能力提高练 实用标准文档

11、 文案大全 9. (多选)(2014长春市调研测试)有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从左上同一点以相同的水平速度先后射入匀强电场中，A、B、C三个小球的运动轨迹如图9所示，A、B小球运动轨迹的末端处于同一竖直线上，则如图运动轨迹对应的过程 ( ) 图9 A小球A带负电，B不带电，C带正电 B三小球运动的时间tAtBtC C小球B和小球C的末动能可能相等 D小球A和小球C的电势能变化绝对值可能相等 解析 小球水平方向不受力，做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，由水平位移公式xv0t，因初速度相同，xAxBxC，知tAtBtC，则选项B错误；由竖直位移公式y12at2，而yAyB，得

12、：aAaB；又yAyC，tAtC，得：aAaC，同理aBaC，因场强方向向下，可以判定小球A带负电，B不带电，C带正电，则选项A正确；因aBaC，得：合力maBmaC，由动能定理有：F合yEkEktEk0，而初动能Ek01 2mv20相同，又yByC，所以末动能EkCEkB，则选项C错误；又电场力做功为qEy，yAyC，电荷量q未知，有可能qAqC，使qEy有可能相等，即电势能变化绝对值有可能相等，故选项D正确。 答案 AD 10(多选)(2014贵州六校联考 )如图10所示，一个电荷量为Q(Q0)的点电荷甲，固定在粗糙绝缘水平面上的O点，另一个电荷量为q(q0)、质量为m的点电荷乙，从A点以

13、初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度减小到实用标准文档 文案大全 最小值v。已知点电荷乙与水平面间的动摩擦因数为，A、B间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法中正确的是 ( ) 图10 AO、B 间的距离为kQqmg B在点电荷甲产生的电场中， B点的场强大小为mgq C点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能 D在点电荷甲产生的电场中，A、B间的电势差UABmv2 mv202q 解析 因点电荷乙到B点时速度减小到最小值v ，说明加速度为零，有kQqr2mg，解得r kQqmg，A对；联立点电荷场强公式得E kQr 2mgq，B对；点电荷乙由A点向B点运动过程中，电场力对点电荷乙做正

14、功，点电荷乙的电势能必减少，C错；点电荷乙从A点到B点过程中，由动能定理可知WmgL012mv212mv20，此过程中电场力对点电荷乙做功为WqUAB，联立可得UAB2mgL0mv2 mv202q，D错。 答案 AB 11.在如图11所示的直角坐标系中，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场E1，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场E2，第四象限中有一固定的点电荷。现有一质量为m的带电粒子由第二象限中的A点(a，b)静止释放(不计重力)，粒子到达y轴上的B点时，其速度方向和y轴负方向的夹角为45，粒子在第四象限中恰好做匀速圆周运动，经过x轴上的C点时，其速度方向与x轴负方向的夹角为60，求： 实用标准

15、文档 文案大全 图11 (1)E1和E2之比； (2)点电荷的位置坐标。 解析 (1)设粒子在第二象限中的运动时间为t1，进入第三象限时的速度为v0，有 b12qE1 mt21 b12v0t1 设粒子在第三象限中的运动时间为t2，在B点时速度为v，x轴方向的分速度为vx，则 v 2v0 vxv0 a12qE2 mt22 a12vxt2 联立以上各式得E1E 2ab，t22av 0。 (2)设O、B的间距为l，粒子做圆周运动的半径为r，则 实用标准文档 文案大全 lv0t22a lrcos 45rsin 30 由以上两式得r4a (21) 所以点电荷的位置坐标：xDrsin 452a(2 2)

16、yD(lrcos 45)2a(1 2)。 答案 (1)a b (2)xD2a(2 2) yD2a(1 2) 12示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图12甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速电子的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量e1.61019 C，质量m9.11031 kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。 图12 (1)电子枪的三级加速可简化为如图乙所示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到1.61

17、016 J，求加速电压U0为多大； (2)电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况，偏实用标准文档 文案大全 转系统可以简化为如图丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长l4.0 cm，两板间距离d1.0 cm，极板右端与荧光屏的距离L18 cm，当在偏转电极上加u480sin 100t(V)的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度v03.0107m/s，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度。 解析 (1)对于电子通过加速电场的过程，由动能定理有eU0Ek 解得U01.0103 V。 (2)由u480sin 100t (V)，可知偏转电场变化的周期T0.02 s，而电子通过电场的时间tlv 041023.010 7 s1.333109 s 可见T?t，则电子通过偏转电场过程中，电场可以