高考物理一轮复习 考点规范练37 电容器 带电粒子在电场中的运动（含解析）新人教版-新人教版高三物理试题

考点规范练37电容器带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1.(2018·陕西咸阳模拟)如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d;在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g,粒子运动的加速度为()A.ldg B.d-ldg C.ld-2.如图所示,电容器极板间有一可移动的电介质板,介质与被测物体相连,电容器接入电路后,通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置,则下列说法正确的是()A.若电容器极板间的电压不变,x变大,电容器极板上带电荷量增加B.若电容器极板上带电荷量不变,x变小,电容器极板间电压变大C.若电容器极板间的电压不变,x变大,有电流流向电容器的正极板D.若电容器极板间的电压不变,x变大,有电流流向电容器的负极板3.(2018·天津静海调研)如图所示,一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。放射源O在A极板左端,可以向各个方向发射不同速度、质量为m的β粒子(电子)。若极板长为l,间距为d,当A、B板加上电压U时,只有某一速度的β粒子能从细管C水平射出,细管C离两板等距。已知元电荷的电荷量为e,则从放射源O发射出的β粒子的这一速度为()A.2eUm BC.1deU(d4.(2018·安徽蚌埠四校联考)如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘沿垂直电场方向射入匀强电场,电子恰好从正极板边缘飞出,现保持负极板不动,正极板在竖直方向移动,并使电子入射速度变为原来的2倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离变为原来的()A.2倍 B.4倍 C.12 D.5.(2018·吉林辽源五中模拟)如图所示,D为一理想二极管(正向电阻为0,反向电阻无穷大),平行金属板M、N水平放置,两板之间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的运动情况是()A.沿轨迹①运动 B.沿轨迹②运动C.沿轨迹③运动 D.沿轨迹④运动二、多项选择题6.如图所示,一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d,P、Q两点的电势差为U,不计重力作用,设P点的电势为零。下列说法正确的是()A.带电粒子在Q点的电势能为-UqB.带电粒子带负电C.此匀强电场的电场强度大小为E=2D.此匀强电场的电场强度大小为E=37.倾角为θ的斜面上部存在竖直向下的匀强电场。两电荷量分别为q1、q2,质量分别为m1、m2的粒子分别以速度v1、v2垂直电场射入,并在斜面上某点分别以速度v1'、v2'射出,在电场中的时间分别为t1、t2。入射速度为v2的粒子射得更远,如图所示,不计粒子重力。下列说法正确的是()A.若v1<v2,则t1<t2 B.若v1=v2,则qC.若v1>v2,则v1'<v2' D.若v1=v2,则v1'=v2'三、非选择题8.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。如图所示,在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C,方向如图所示。带电微粒质量m=1.0×10-20kg、电荷量q=-1.0×10-9C,A点距虚线MN的距离d1=1.0cm,不计带电微粒的重力。求:(1)B点到虚线MN的距离d2;(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。

考点规范练37电容器带电粒子在电场中的运动1.A解析抽出前,粒子受重力和电场力平衡,mg=qUd-l,抽出后,根据牛顿第二定律,有mg-qUd=ma,联立解得2.D解析若x变大,则由C=εrS4πkd,可知电容器电容减小,在极板间的电压不变的情况下,由Q=CU知电容器带电荷量减少,此时带正电荷的极板得到电子,带负电荷的极板失去电子,所以有电流流向负极板,A、C错误,D正确。若电容器极板上带电荷量不变,3.C解析β粒子的运动为类平抛运动,水平方向有l=v0t,竖直方向有d2=12at2,且a=qUmd。从A到C的过程有-12qU=14.C解析电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,做类平抛运动。假设电子的电荷量为e,质量为m,初速度为v,极板的长度为l,极板的间距为d,电场强度为E。由于电子做类平抛运动,所以水平方向有l=vt,竖直方向有y=12at2=12·eEm·lv2=d。因为E=Ud5.B解析当微粒运动到P点时,迅速将M板上移一小段距离,由于二极管反向电阻无穷大,两极板上电荷量不变,由电容的决定式C=εrS4πkd,定义式C=QU得MN6.AC解析根据带电粒子的偏转方向,可判断选项B错误;因为P、Q两点的电势差为U,电场力做正功,电势能减少,而P点的电势为零,所以选项A正确;设带电粒子在P点时的速度为v0,在Q点建立直角坐标系,垂直于电场线为x轴,平行于电场线为y轴,由曲线运动的规律和几何知识求得带电粒子在y轴方向的分速度为vy=3v0,故带电粒子在y轴方向上的平均速度为vy=3v02,设带电粒子在y轴方向上的位移为y0,在电场中的运动时间为t,则y0=3v02t,d=v0t,得y07.BD解析设粒子竖直向下的加速度为a,电场的电场强度为E。对粒子的运动在竖直方向有y=12at2,在水平方向有x=vt。由几何关系有tanθ=yx,解得t=2vtanθa,x=2v2tanθa。由于不知两粒子加速度a的大小关系,无法确定两粒子运动时间的关系。由于速度为v2的粒子水平位移较大,若v1=v2,则a1>a2,而a=mg+qEm=g+qm8.解析(1)带电微粒由A运动到B的过程中,由动能定理有|q|E1d1-|q|E2d2=0,E1d1=E2d2,解得d2=0.50cm。(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、