物理二轮练习精练精析——6.3电容器与电容、带电粒子在电场中的运动1

1、2019 版物理二轮练习精练精析6.3 电容器与电容、带电粒子在电场中的运动1注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。 只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。1.m、n是一对水平放置的平行板电容器，将它与一电

2、动势为 e，内阻为 r 的电源组成如下图的电路，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，如下图，现保持开关s 闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，那么(). 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.带电油滴将向上运动d.带电油滴将向下运动2. 水平放置的平行板电容器与一电池相连 . 在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态 . 现将电容器两板间的距离增大，那么 (). 电容变大，质点向上运动b. 电容变大，质点向下运动c.电容变小，质点保持静止d.电容变小，质点向下运动

3、3.(2017 安徽高考 ) 图(a) 为示波管的原理图 . 如果在电极 yy之间所加的电压按图 (b) 所示的规律变化， 在电极 xx之间所加的电压按图(c) 所示的规律变化，那么在荧光屏上会看到的图形是 ()4. 如下图，一个带电粒子从粒子源进入 ( 初速度很小，可忽略不计 )电压为 u1 的加速电场，经加速后从小孔 s 沿平行金属板 、b 的中心线射入， 、 b板长为 l，相距为 d，电压为 u2. 那么带电粒子能从 、b板间飞出应该满足的条件是 ().c.u 22db. u 2du 1lu 1lu 22dd. u 2d22u1l2u1l25.(2018 南充模拟 ) 如下图， 、 b为

4、一对中间开有小孔的平行金属板，相距一定距离， 板接地，现有一电子在 t=0 时刻在 板小孔中由静止开始向 b 板运动，不计重力及阻力影响，使电子一定能从 b 板小孔射出，那么 b 板电势 b 与时间 t 的变化规律是 ()6. 如下图，在绝缘光滑水平面上固定两个等量同种电荷、b，在 b 连线上的 p 点由静止释放一带电滑块，那么滑块会在 、b 之间往复运动，那么以下判断正确的选项是 (). 滑块一定带的是与、b 异种的电荷b. 滑块一定带的是与、b 同种的电荷c.滑块在由 p 向 b 运动过程中，电势能一定是先减小后增大d.滑块的动能与电势能之和一定减小7.a 、b、c 三个 粒子由同一点同时

5、垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如下图，其中 b 恰好飞出电场，由此可以肯定 (). 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.进入电场时， c 的速度最大， a 的速度最小d.动能的增量相比， c 的最小， a 和 b 的一样大8. 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，具有的动能可能为().0b. 121mv0qel22c. 12d. 1222mv 0mv0q

6、el23【二】计算题 ( 本大题共 2 小题，共 28 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)9.(14 分) 如下图，在两条平行的虚线内存在着宽度为l、场强为 e 的匀强电场，在与右侧虚线相距也为 l 处有一与电场平行的屏 . 现有一电荷量为 +q、质量为 m的带电粒子 ( 重力不计 ) ，以垂直于电场线方向的初速度 v0 射入电场中， v0 方向的延长线与屏的交点为 o.试求：(1) 粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2) 粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan；(3) 粒子打到屏上的点 p 到 o点的距离 x.10.(2018 扬州模拟 )(14

7、分) 如下图，两个带等量异种电荷、竖直正对放置、电容为c、间距为 d 的平行金属板，两板间的电场可视为匀强电场. 将一个质量为m、电荷量为 -q 的带电小球，用长度为l(ld) 的、不可伸长的绝缘细线悬挂于两板间电场中的 o点. 此外在两板之间还存在着一种特殊物质( 图中未画出 ) ，这种物质能使处于电场中的小球受到一个大小为 f=kv(k 为常数， v 为小球的速率 ) 、总是背离圆心方向的力 . 现将小球拉至细线刚好伸直但不绷紧的位置 m，某时刻由静止释放小球， 当小球向下摆过 60到达n点时，小球的速度恰好为零. 假设在小球下摆过程中，细线始终未松弛，重力加速度取g, 不考虑空气阻力的影

8、响，试求：(1) 两板间的电场强度 e 是多少？(2) 左侧金属板所带的电荷量 q是多少？(3) 小球到达 n点时的加速度大小是多少？ 来源 :答案解析1. 【解析】选 、c.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，正确， b 错误；由知，极板间ued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正确，d错误 .2. 【解析】选 d.带电质点在电容器中处于静止状态 , 有 mg=qe，因为电容器与电源连接， 电压不变， e=u/d，d 增大，电容 c减小，e 减小，质点向下运动，答

9、案为 d.3. 【解析】选 b. 示波管 yy间为信号电压， xx间为扫描电压， 0t 1，y 板电势高 , 电子向 y 板偏转， x板电势高 , 电子向 x板偏转，由此知 c、d错；又根据偏移量公式qu2 ，偏移量与偏转电压成yt2md正比， 0、t 、2t1时刻偏转电压为0，偏移量也为13时刻偏转1，、t102t 1 2电压最大，偏移量也最大，所以b 对.4. 【解析】选 c.根据动能定理知，当带电粒子刚好从板间飞出时，1mv2 ，再由l 和121 qu 2l)2 ，得1，解得 u22d2 ，qu1tyat(yd2v22 md v2u1l2故 c正确.【变式备选】如下图，板发出的电子经加速

10、后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为u，电子最终打在荧光屏p 上，关于电子的运动， 那么以下说法中正确的选项是 (). 滑动触头向右移动时，其他不变，那么电子打在荧光屏上的位置上升b. 滑动触头向左移动时， 其他不变，那么电子打在荧光屏上的位置上升c.电压 u增大时，其他不变，那么电子打在荧光屏上的速度大小不变d.电压 u增大时，其他不变，那么电子从发出到打在荧光屏上的时间不变【解析】选 b、d.电子加速有12 , 电子偏转有eu 02mv 0y1 eu ( l)2ul2，滑动触头向右滑动 ,u0 增大 ,y 减小， 错误， b2 md v04du0正确；两电场对电子做的

11、功为，u增大， y 增大，那么we(u 0u y)dw增大，所以选项 c 错误；电子在加速电场中匀加速时间不变，在偏转电场中匀速运动时间也不变，所以运动总时间不变，选项d正确 .故答案为 b、d.5. 【解析】选 、b. 图 中， b 板电势一直比 板电势高，因此，电子一直向 b 板加速运动，一定能从 b 板小孔射出， 正确；由对称性可知，图 b 中电压加在板间， 将使电子时而向 b 板加速，时而向 b 板减速，且一直向 b 板运动，一定能从 b 板小孔射出， b 正确；图 c、图d中电压加在板间，假设板间距足够大，那么电子将在两板间往复运动，假设板间距较小，那么有可能从b 板小孔射出，故 c

12、、d均错误 .6. 【解析】选 b、c.根据从 p 点由静止释放的带电滑块在 、b 之间往复运动可以判断，开始时 对滑块向右的作用力大于 b 向左的作用力，所以滑块一定带与 、b 相同的电荷，选项 错 b对；由于 、b带等量同种电荷， 所以其连线中点场强为零， 滑块在由 p 向 b运动过程中，电场力先做正功后做负功， 电势能一定是先减小后增大， 选项c正确；在整个运动过程中只有电场力做功，所以滑块的动能与电势能之和一定不变， d选项错，故答案为 b、c.7.【解析】选 、c、d.由 d1 eq2 可知，t=t， 正确；而1 eq2 ，tabyct c22 m2 mtv v ，c正确 ; 由e=

13、e y 可知，cbcbakqtvekb =eka ekc，故 d正确 .8. 【解析】选 、b、c. 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：12qelekmv0即 ek qel 1 mv0 2 . 2(2) 当它从 ab 边中点垂直该边进入，那么可能沿 ad 边射出，也可能沿 cd 边射出 .假设从 ad 边射出，那么 qel ek12 ，即2mv02ekqel12 ，那么选项 b 正确；22mv 0假设从 cd 边射出，设射出点与射入点沿场强方向的距离为x，l ，0 x2那么12，得： 12ekqel12 .qex ekmv0mv 0

14、2mv 0222(3) 假设它从 ad 边中点垂直该边进入电场，那么先做匀减速运动 .假设12，那么到达 bc 边时速度为零 . 应选项 正确；qelmv 02假设1 mv 02，那么未出电场区，之后做反向匀加速运动，返回qel2ad 边时，动能仍为 12 ，应选项 c 正确 .2mv 0假设12 , 那么到达 bc 边动能1mv2qelqelmv0ek022. 故答案为、b、c.【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

15、所有可能入射点和出射点， 并进行分析和归纳； 假设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 .9. 【解析】 (1) 根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的时间2l .tv 0(3 分)(2) 设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为:eqam(1 分)所以a lqelvyv 0mv 0(2 分)所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为v yqel .tanv0mv02(2 分)(3) 设粒子在电场中的偏转距离为 y，那么1l21 qel2y2a( v0)2 mv 02(2 分)又 x=y+ltan ，(3 分)解得：23qelx22mv0(1 分)答案： (1) 2l(2) qel(3) 3qel2v0mv 022mv0210. 【解题指南】解答此题时应注意以下两点 :(1) 力 f 与速度 v 始终垂直 , 不