高一物理 专题09 电容器 带电粒子在电场中的运动暑假作业（含解析）-人教高一物理试题

专题09 电容器带电粒子在电场中的运动看一看【知识点梳理】一、电容器与电容1．电容器（1）组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成．（2）带电量：每个极板所带电荷量的绝对值．（3）电容器的充电和放电 充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．2．电容（1）定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值．（2）定义式：C＝eq\f(Q,U)（3）物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量．3．平行板电容器（1）影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比．（2）决定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k为静电力常量．二、带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量．（1）在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)或F＝qE＝qeq\f(U,d)＝mA． （2）在非匀强电场中：W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).三、带电粒子在电场中的偏转1．进入电场的方式：一个质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场，两板间的电势差为U.2．受力特点：粒子所受电场力大小不变，且电场力的方向与初速度v0的方向垂直．3．运动特点：做匀变速曲线运动，与力学中的平抛运动类似．做一做1.两个较大的平行板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正负极上，开关S闭合时质量为m，带电量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在保持其他条件不变的情况下，将两板非常缓慢地水平错开一些，以下说法正确的是（）A．油滴将向上运动，电流计中的电流从b流向aB．油滴将下运动，电流计中的电流从a流向bC．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向bD．油滴静止不动，电流计中无电流流过2.【山东省泰安市2016届高三下学期第一次模拟考试理科综合】带等量异种电荷的金属板M、N平行正对水平放置，间距为d，M板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。一带电微粒从M板上方高d处的P点由静止开始下落，穿过M板的小孔后刚好到达N板处的Q点（但未触及N板）而返回。不计空气阻力，忽略金属板正对部分之外的电场。现将M板向上平移的距离，再让原带电微粒从P点由静止开始下落。则微粒的运动情况为A．落到N板上B．到达与N板相距d就返回C．到达与N板相距就返回D．仍刚好到达Q点而返回练一练1.图中的一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间悬挂一带电小球，静止时悬线与坚真方向夹角θ，现将正极板向右平移一小段距离，则悬线受到的张力将A．变大B．变小C．不变D．不能确定2.如图，MN是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板，M中间有一小孔。MN分别接到电压恒定的电源两端（未画出）。小孔正上方有一点A，A与极板N的距离为，与极板M距离为，某时刻有一带电微粒从A点由静止下落，到达极板N时速度刚好为零。若将极板N向上平移，该微粒再从A点由静止下落，则进入电场后速度为零的位置与极板M间的距离为（）A．B．C．D．3.如图所示，空间中的M、N处存在两个被固定的、等量同种正电荷，在它们的连线上有A、B、C三点，已知，，现有一正电荷，关于在电场中移动电荷，下列说法中正确的是（）A．沿半圆弧将从B点移到C点，电场力不做功B．沿曲线将从B点移到C点，电场力做正功C．沿曲线将从A点移到C点，电场力不做功D．沿直线将从A点移到B点，电场力做负功4.如图所示，在一竖直平面内，BCDF段是半径为R的圆弧挡板，AB段为直线型挡板（长为4R），两者在B点相切，，C．F两点与圆心等高，D在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑，绝缘，挡板处于水平方向场强为E的匀强电场中，现将带电量为、质量为的小球从挡板内侧的A点由静止释放，小球沿挡板内侧ABCDF运动到F点后抛出，在这段运动过程中，下列说法正确的是（）（）A．匀强电场的场强大小可能等于B．小球运动到D点时动能一定不是最大C．小球机械能增加量的最大值为D．小球从B到D运动过程中，动能的增量为5.如图所示，A、B、C．D为匀强电场中相邻的四个等势面，它们的间距相等。一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞经等势面C时，电势能为－10eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法正确的是（）A．等势面A的电势为－10VB．匀强电场的场强大小为200V/mC．电子再次飞经D势面时，其电势能仍为20eVD．电子运动中所在系统的机械能守恒6.如图所示，不计重力的正电粒子以一定的水平初速度射入平行金属板间竖直的匀强电场中，则下列说法正确的是（以下各情况，粒子均能穿过电场）A．增大初速度大小，其他条件不变，粒子穿过电场的偏转位移减小B．滑动触头向上移动，其他条件不变，粒子穿过电场的偏转位移变大C．适当增大两板间距离，其他条件不变，粒子穿过电场的偏转位移变大D．适当增大两板间距离，其他条件不变，粒子穿过电场的时间变大7.如图所示，在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为，一带电量为+q的带电小球从距水平面h高处的P点以的初动能水平向右抛出，小球落在地面上Q处，则A．小球落地时的动能为5B．PQ两点间的电势差为C．小球从P到Q的过程中电场力对小球做的功为D．小球做加速度恒为a=2g的匀变速曲线运动8.如图所示，平行板电容器的板长为L，板间距离为d，板B与水平方向的夹角为α，两板间所加电压为U，有一带负电液滴，带电量为q，以速度沿水平方向自A板边沿进入板间后仍沿水平方向运动，恰好从B板沿水平飞出，求液滴的质量及飞出时的速度（重力加速度为g）知一知闪电为什么是弯弯曲曲的每当暴风雨来临，雨点即能获得电子，这些电子会追寻地面上的正电荷，额外的电子流出云层后，要碰撞别的电子，使别的电子也变成游离电子，因而产生了传导性轨迹。传导的轨迹会在空气中散布着不规则形状的带电离子群中间跳跃着迂回延伸，所以闪电总是蜿蜒曲折的。专题09 电容器带电粒子在电场中的运动练一练1【答案】C【解析】试题分析：根据电容的决定式，电容的定义式，板间场强公式得，电容器带电量Q、极板面积S保持不变，故d增大时E保持不变，则小球所受的电场力不变，θ不变，则悬线受到的张力不变．故选C.考点：电容器；电场强度及物体的平衡2.【答案】C【解析】试题分析：设最终速度为零时距离M板为，则N板未移动时，根据动能定理：将N板上移之后，根据动能定理：联立以上两个方程可以得到：，故选项C正确，选项ABD错误。考点：带电粒子在电场中的运动3.【答案】B【解析】试题分析：BN间电场线的方向从N到B，NC间电场线的方向从N到C，则将从B移到N电场力做负功，N到C电场力做正功，根据场强的叠加，可知NC段的电场强度大于BN段的电场强度，则B到N过程中电场力做的负功绝对值小于N到C电场力做的正功数值，所以B到C电场力做正功．故A错误，B正确；A点与B点等电势，所以A点移动到C点与从B点移动到C点等效，所以将电荷从A点移动到C点电场力做正功，故C错误；根据对称性可知A点与B点的电势相等，从A点移动B点，电场力不做功，故D错误。考点：电势差与电场强度的关系、功的计算4.【答案】BC【解析】试题分析：小球能沿挡板内侧ABC内侧运动，则有：，则得：，故场强大小不可能等于，故A错误；小球在复合场中受重力和电场力，所以小球运动到合力方向上时动能最大，则知在CD之间的某一点上时动能最大，故B正确；小球运动到C点时，电场力做正功最多，小球的机械能增加量最大，所以小球机械能增加量的最大值为，故C正确；小球从B到D运动过程中，根据动能定理得：动能的增量为，故D错误。考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、机械能守恒定律、电场强度6.【答案】AB【解析】试题分析：带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，即在竖直方向上做匀变速直线运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上有，，在水平方向上有，联立可得故其他条件不变，增大初速度大小，粒子穿过电场的偏转位移减小，A正确；滑动触头向上移动，变阻器接入电路的电阻增大，电容器板间电压增大，则y变大，B正确；适当增大两板间距离d，y减小，故C错误．粒子穿过电场的时间，与两板间距离无关，D错误．考点：考查了电容器，带电粒子在电场中的偏转7.【答案】AC【解析】试题分析：电场强度，即，因为，所以小球的初速度为，小球在水平方向上做初速度为，加速度为g的匀加速直线运动，在竖直方向上做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，所以小球做加速度恒为的匀变速曲线运动，在竖直方向上有，故小球运动时间为，所以小球在水平方向上的位移为，故电场力做功为，C正确D错误；过程中电场力和重力都做正功，