2018届高考物理二轮复习第七章电场夯基保分练(三)电容器带电粒子在电场中的运动

1、夯基保分练（三）电容器带电粒子在电场中的运动A级保分练1. （2016浙江高考）以下说法正确的是（）A.在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B.外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D.在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化解析：选A在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低，选项A正确；外力对物体做功越多，但做功所用的时间未知，对应的功率不一定越大，选项B错误；电容器的电容C由电容器本身的构造决定，与其带电荷量无关，选项C错误；不管是处于超重状态还是失重状态，地球对物体的实际作用力是相同的，与运动状态无关，选项D错误。2. （2017邯郸

2、中学质检）一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具将两板距离拉开一些，则（）A.电容器的带电荷量增加B.电容增大C.电容器电压增加D.两板间电场强度增大解析：选C由C=T£2S7可知，当d增大时，C变小，故B选项错误；电容器充电后与4兀kd电源断开，所带电荷量Q不变，故A选项错误；由C=Q,当C减小，Q不变时，U增大，故人UQ4Qttkd4Qttk,C选项正确；其间电场强度E=-=-QJ=-Q-=-Q-不变，故D选项错误。dCd&rSd£rS3. （2017辽宁师大附中检测）如图所示，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能在电场中静止。若正对

3、的平行板左右错开一些，则A.带电尘粒将向上运动B.带电尘粒将向下运动C.错开过程中，通过电阻D.错开过程中，通过电阻R的电流方向为B到AR的电流方向为A到B解析：选D因电容器两极板间的电压一定，则带电尘粒所受电场力F= q-没有发生变化，故电场力不变，尘粒仍处于平衡状态，故A B错误；根据电容器的决定式。:六S,4% kd当正对面积S减小时，电容器的电容减小。由于电容器的电容减小，两极板间电压保持不变,故电容器的带电荷量将减小，故电容器放电，流经电阻R电流方向为A到B,故C错误，D正确。4. （2017浙江绍兴一中模拟）一个动能为R的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能

4、为20。如果使这个带电粒子飞入电容器时的初速度变为原来的两倍，则它飞出电容器时的动能变为（）A.8&B,5EkC,4.25ED.4E解析：选C动能为E的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2E,则电场力做功为W=E;若使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，动能变为4Ek,则在电容器电场中运动的时间减半，根据y=；at：可知偏转距离变为原来的根,1，八、,1据VW=Eqy,可知电场力做功变为原来的4,即动能增量变为原来的4,即它飞出电容器时的动能变为4.25Ek,故C正确。5.（2016海南高考）如图，平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°

5、角,上极板带正电。一电荷量为qq>0的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能国竖直向上射出。不计重力,极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（）Ek0A.jB.4qdEk0,2国2国二:C.一二D.:2qd2qdqd解析：选B当电场范围足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动。将粒子初速度V0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx,根据运动的合成与分解，当vy=0时，根据运动学公式有V22Xtqd,vy=v°cos45°,Ek0=2mV,联立得E=2qd,故选项B正确。6.（20

6、14天津高考）如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么J-WA.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析：选C微粒向下偏转，则微粒受到的电场力与重力的合力向下，若微粒带正电,只要电场力小于重力，就不能确定A、B板所带电荷的电性，A项错误；不能确定电场力的方向和微粒所带电荷的电性，因此不能确定电场力做功的正负，不能确定微粒从M点运动到N点电势能的变化，B项错误；由于电场力与重力的合力一定向下

7、，因此微粒受到的合外力做正功，根据动能定理可知，微粒从M到N的过程中动能增加，C项正确；由于不能确定除重力以外的力即电场力做的是正功还是负功，根据功能原理可知，不能确定微粒从M到N过程中机械能是增加还是减少，D项错误。7 .（2015全国卷H）如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45。，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）A.保持静止状态8 .向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动解析：选D两板水平放置时，放置于两板间a点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的

8、电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转45。时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45。，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动。故选项D正确。8.（多选）（2017绍兴第一中学检测）如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U的加速电场加速后，进入偏车t电场U,若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法是（）一，1A.使U减为原来的28 .使U2增大为原来的2倍C.使偏转电极板的长度L增大为原来的2倍1D.使偏转电极板的距离减小为原来的212解析：选ABD根据动能定理得，eU=2mv,设偏转极板的长度为L,两极板间的距离22为h,则偏转位移d=2at24-常丁

9、如。使口减为原来的则偏转位移变为原来的2倍，故A正确；使U增大为原来的2倍，则偏转位移变为原来的2倍，故B正确；使偏转电极板的长度增大为原来的2倍，则偏转位移变为原来的4倍，故C错误；使偏转电极板的一，一1人xOy x = 0 和 x = L E = 1.0 X104 V/m , x E2=1.0 x 104 V/m ,距离减小为原来的则偏转位移变为原来的2倍，故D正确。9 .(2017浙大附中模拟)如图所示，某一水平面内有一直角坐标系10 cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场，且=1和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场，且电子(为了计算简单，比荷取2X101

10、1C/kg)从直角坐标系xOy的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场，计算时不计此速度且只考虑xOy平面内的运动。求:(1)电子从O点进入电场到离开x=3L处的电场所需的时间;(2)电子离开x=3L处的电场时对应的纵坐标长度。解析：(1)设电子离开x=L的位置为P点，离开x=3L的位置为Q点，则-mP=eEL2代入数据得vp=2x107m/s电子从O点运动到P点，所用时间满足1eE12L=x112m代入数据得t1=10-8s2Lo电子从P点运动到Q点,所用时间t2=V；=10s所以总时间为t=t1+t2=2X10-8s。(2)电子运动到Q点时1eE-yQ=2荷t2代入数据得yQ=0.1m。答案：

11、（1）2X108s（2）0.1mB级拔高练10 .（2017合肥联考）如图所示，正方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。ABC面带正电，EFGK带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率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（）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：选D三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是做匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误；由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B错误；三个液

12、滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴到底板时的速率不相同，选项C错误；由于液滴c在水平方向位移最大，说明液滴c在水平方向加速度最大，由牛顿第二定律知，三个液滴所受的电场力大小关系为Fc>Fb>Fa,由F=qE知，液滴c所带电荷量最多，选项D正确。11 .（多选）（2015天津高考）如图所示，代核、笊核、瓶核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（）A.偏转电场E2对二种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时的速度一样大C.三种粒子运

13、动到屏上所用时间相同D.三种粒子一定打到屏上的同一位置解析：选AD在加速电场中，根据动能定理有qEd= 2mV。在偏转电场中，由l=V1t21 qE2及y= -x q-t2得，带电粒子经偏转电场的侧位移日2y= -rp-r,则二种粒子在偏转电场中的侧位 4E1d移大小相等，又因三种粒子带电荷量相同，根据WW= qE2y得，偏转电场E2对三种粒子做功一一八一八12 ，一 样多，选项 A正确；根据动能定理，qEd + qE2y=2mV,由于三种粒子的质量不相等，得到粒子离开偏转电场 E2打到屏上时的V2不一样大，选项 B错误；粒子打在屏上所用的时间td- + L=2d+ L（L'为偏转电场

14、左端到屏的水平距离），由于V1不一样大，所以三种粒V1V1 V1V12日子打在屏上的时间不相同，选项C错误；由题意推得，带电粒子的速度偏转角 tan 0 =,2Eid，、E曰1-皿g ，心 ，、m及它们的侧位移丫=痂都相等,故三种粒子打到屏上的同一位置。选项D正确。12. （2016 北京高考）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场， 并从另一侧射出。已知电子质量为 E电荷量为e,加速电场电压为U0o偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U,极板长度为L,板间距为do（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度V0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Ay

15、；重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知10 31 kg, e= 1.6X10 19 C, g=10 m/s2。U= 2.0X102 V, d = 4.0X10 2 m, m= 9.1 x（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势6 g的概念，并简要说明电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”和“重力势”的共同特点。解析：（1）根据功和能的关系，有12eU0= 2mv电子射入偏转电场的初速度V0 =2eU0m在偏转电场中，电子的运动时间At=Vo=Lm2eU)12Ut偏转距离Ay=2a(At)=4U0d(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力Omgp1029N电场力F=eU1015Nd由