2018届高考物理总复习第7单元静电场作业手册(21)电容器带电粒子在电场中的运动

课时作业(二十一)第21讲电容器、带电粒子在电场中的运动时间/40分钟基础稳固1.[2017·湖南邵阳二联]依据大批科学测试能够确立地球自己就是一个电容器.往常大地带有50万库仑左右的负电荷,而地面上空存在一个带正电的电离层,这二者便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压约为300kV,则地球的电容约为( )A.0.17FB.1.7FC.17FD.170F2.[2017·湖南怀化二模]如图K21-1所示,将平行板电容器的两极板分别与电池的正、负极相接,两板间一带电液滴恰巧处于静止状态.现紧贴下板快速插入一个有必定厚度的金属板,则在此过程中( )图K21-1A.电路中流过逆时针方向的短暂电流B.电容器的电荷量减小C.带电液滴仍保持静止D.带电液滴向下做加快运动3.[2017·苏州期末]平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两板间有一个固定在P点的正查验电荷,如图K212所示.以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强,φ表示P点处的电势,W-表示正电荷在P点的电势能.若正极板保持不动,将负极板迟缓向右平移一小段距离x0,则在此过程中,各物理量与负极板挪动距离x的关系图像正确的选项是图K21-3中的()图K21-21图K21-34.(多项选择)如图K214所示,、是在真空中竖直搁置的两块平行金属板,板间有匀强电场.质量为-MNm、所带电荷量为-q的带电粒子以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间的电压为U时,粒子恰巧能抵达N板.要使带电粒子抵达M、N两板间距的处返回,则以下做法中正确的选项是( )图K21-4A.使初速度减小为本来的B.使M、N间电压提高到本来的2倍C.使M、N间电压提高到本来的4倍D.使初速度和M、N间电压都减小为本来的5.[2017·广州模拟]如图K21-5所示,带电粒子由静止开始,经电压为U1的加快电场加快后,垂直于板间电场方向进入电压为U2的平行板电容器,经偏转后落在下板的中间地点.为使与该粒子同样的带电粒子从同样的初始地点由静止加快、偏转后能穿出平行板电容器,以下做法中可行的是( )图K21-5A.保持U2和平行板间距不变,减小U1B.保持U1和平行板间距不变,增大U2C.保持U1、U2和下板地点不变,向下平移上板D.保持U1、U2和下板地点不变,向上平移上板2技术提高6.[2017·石家庄质检]如图K216所示的电路中,、B是组成平行板电容器的两个金属极板,P为-A两板间的一个固定点.将开关S闭合,电路稳固后将A板向上平移一小段距离,则以下说法中正确的是( )图K21-6A.电容器的电容增大B.在A板上移过程中,电阻R中有向上的电流C.A、B两板间的电场强度增大D.P点电势高升7.[2018·长沙雅礼中学月考]如图K21-7所示,两块加上电压且水平搁置的平行金属板之间有一个厚度不计的带电金属网,使金属板间形成了上、下两个场强分别为E1、E2(方向均竖直向下)的匀强电场空间.两个不计重力的带电微粒从离金属网分别为d1、d2的地点处先后水平射入电场(不考虑两微粒间的库仑力),两微粒的运动轨迹在金属网上订交于同一点.以下说法中错误的选项是( )图K21-7A.两微粒必定带异种电荷B.若两微粒初速度同样,则抵达金属网所用的时间同样C.不改变其余物理量,仅将E1和d1同时减半,两微粒的运动轨迹仍旧能订交于同一点D.若E1>E2,d1=d2,则上方微粒的比荷较小8.(多项选择)[2017·成都经开区实验中学一诊]如图K218所示,圆滑绝缘的水平面内存在场强为E的-匀强电场,长度为L的绝缘的圆滑挡板AC与电场方向的夹角为30°.现有质量相等、所带电荷量均为Q的甲、乙两个带电体从A处出发,甲由静止开释后沿AC滑动,乙垂直于电场方向以必定的初速度开始运动,若甲、乙两个带电体都经过C处,则甲、乙两个带电体( )3图K21-8A.发生的位移相等B.经过C处时的速度大小相等C.电势能减少许都为EQLD.从A点运动到C点的时间之比为∶19.[2017·甘肃二诊]如图K21-9所示,静止于A处的离子经电压为U的加快电场加快后沿图中半圆弧虚线所示的轨迹经过静电剖析器,从P点垂直于CN进入矩形地区内的有界匀强电场,匀强电场的场强方向水平向左.静电剖析器通道内有平均、辐向散布的电场,已知圆弧轨迹所在处的场强盛小都为0,方向沿圆弧轨迹半径指向圆心,离子质量为、电荷量为,2、3,离子重力不计.EOmqQN=dPN=d(1)求离子经过静电剖析器时的圆弧轨迹的半径;R若离子恰巧能打在QN的中点上,求矩形地区QNCD内匀强电场的场强E.图K21-94挑战自我10.(多项选择)[2018·江西师大附中月考]如图K21-10所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为∞)连结,电源负极接地.开始时电容器不带电,闭合开关S,电路稳固后,一带电油滴恰能在电容器中的P点保持静止.在保持开关S接通的状态下,以下说法中正确的是( )图K21-10A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时,带电油滴会向上运动B.当电容器的上极板向上挪动时,带电油滴会向下运动C.当电容器的下极板向下挪动时,P点的电势不变D.当电容器的下极板向左挪动时,P点的电势高升11.在真空中水平搁置的平行板电容器的两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器两板间的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图K21-11所示.当给电容器忽然充电使其电压增加U1时,油滴开始向上运动;经时间t后,电容器忽然放电使其电压减少U2,又经过时间t,油滴恰巧回到本来地点.假定油滴在运动过程中没有失掉电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽视不计.重力加快度为g.求:(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;(2)第一个t与第二个t时间内油滴运动的加快度大小之比;(3)U1与U2之比.图K21-115课时作业(二十一)1.B[分析]55=1.7F,B正确.依据题意可得Q=5×10C,U=3×10V,依据C=2.A[分析]插入一个带有必定厚度的金属板,相当于极板间的距离变小,依据电容的决定式C=,可知电容增大,又因电势差不变,则由Q=CU知,电容器的电荷量增大,电路中流过逆时针方向的短暂电流,故A正确,B错误;电势差不变,d减小,则电场强度增大,带电液滴所受的电场力增大,使带电液滴向上做加快运动,故C、D错误.63.C[分析]当负极板右移时,两板之间的距离d减小,由C=可知,C与x的关系图像不是一次函数图像,故A错误;由U=可知,U=,则E=,故E与两板之间的距离(或x)没关,Qd故B错误;因负极板接地,设P点本来与负极板之间的距离为l,则P点的电势φ=E(l-x),故C正确;电势能E=φq=Eq(l-x),不行能为水平线,故D错误.p4.BD[分析]在粒子恰巧抵达N板的过程中,由动能定理得-qEd=0-,解得d=,设带电粒子走开板的最远距离为x,若使初速度减小为本来的,则x=,A错误;若使、N间的电压提高到原MM来的2倍,则电场强度变成本来的2倍,x=,B正确;若使M、N间的电压提高到本来的4倍,则电场强度变成本来的4倍,x=,C错误;若使初速度和M、N间的电压都减小为本来的,则电场强度变成本来的一半,x=,D正确.5.D[分析]粒子在加快电场中运动时,有1,在偏转电场中运动时,有0,y=2,解Uq=x=vtt得2,若保持2和平行板间距不变,减小1,则x减小,选项A错误;若保持1和平行板间距不x=UUU变,增大U2,则x减小,选项B错误;若保持U1、U2和下板的地点不变,向下平移上板,则d减小,x减小,选项C错误;保持U、U和下板地点不变,向上平移上板,则d变大,x变大,应选项D正确.126.B[分析]依据C=,将A板向上平移一小段距离,间距d增大,其余条件不变,则致使电容变小,故A错误;在A板上移过程中,电容减小,又因为极板间的电压不变,则电容器的电荷量减小,所以电容器处于放电状态,电阻R中有向上的电流,故B正确;依据E=,因为间距d增大,而电压U不变,所以A、B两板间的电场强度变小,故C错误;因场强变小,致使P点与B板间的电势差减小,因B板接地,电势为零,可知P点电势降低,故D错误.7.D[分析]依据两微粒的运动轨迹可知,二者所受的电场力方向相反,而电场强度的方向同样,因此两微粒的电性相反,故A正确;若两微粒的初速度同样,依据平抛运动的规律可知,它们在水平方向上做匀速运动,所以抵达金属网所用的时间同样,故B正确;依据运动学公式,在竖直方向有7d=,若不改变其余物理量,仅将E1和d1同时减半,则两微粒在水平方向上的位移仍相等,所以还能订交于同一点,故C正确;若E1>E2,d1=d2,依据运动学公式,在竖直方向有d=,因为两粒子的初速度不必定同样,则上方微粒的比荷不必定较小,故D错误.8.AC[分析]因为两带电体起点和终点同样,故发生的位移必定同样,A正确;电势能的减少许等于电场力所做的功,电场力做功都为W=EQLcos30°=EQL,C正确;因为两带电体初速度不一样,但电场力做功同样,故抵达C点的速度大小不相等,B错误;甲从A点运动到C点的时间t甲=,乙从A点运动到C点的时间t乙=,则甲、乙从A点运动到C点的时间之比为2∶,D错误.9.(1)(2)[分析](1)离子在加快电场中加快,依据动能定理得2qU=mv离子在辐向电场中做匀速圆周运动,由电场力供给向心力,依据牛顿第二定律得qE0=m解得R=.离子在偏转电场中做类平抛运动,依据类平抛运动的规律得=vtPN=at2由牛顿第二定律得qE=ma解得E=.810.AD[分析]当滑动变阻器的滑片向上滑动时,变阻器有效阻值增大,R的电压增大,则电容器板间电压增大,场强增大,油滴所受的电场力增大,所以带电油滴会向上运动,A正确;当电容器的上极板向上挪动时,由电容的决定式C=知,电容减小,而电容器的电压不变,由C=知,减小,电容Q器放电,因为二极管拥有单导游电性,电容器不可以放电,则电容器带的电荷量Q不变,依据E=可知电容器板间场强不变,油滴所受的电场力不变,所以带电油滴仍静止不动,B错误;当电容器的下极板向下挪动时,电容器所带的电荷量Q不变,由E=知,电容器板间场强不变,由U=Ed知,P点与下极板间的电势差变大,故P点的电势高升,C错误;当电容器的下极板向左挪动时,由C=知,电容器的电容减小,由C=知,Q减小,电容器放电,因为二极管拥有单导游电性,电容器不可以放电,则电容器带的电荷量不变,故极板间电压U增大,由E=知,电容器板间场强变大,则P与下极板间的电