2026年高考总复习优化设计一轮复习物理（广西版）-课时规范练26　电容器　带电粒子在电场中的运动

课时规范练26电容器带电粒子在电场中的运动基础对点练1.(电容器动态分析)下图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图,电容器上极板固定,下极板可随材料尺度的变化上下移动,两极板间电压不变。若材料温度降低时,极板上所带电荷量变少,则()A.材料竖直方向尺度减小B.极板间电场强度不变C.极板间电场强度变大D.电容器电容变大2.(电容器动态分析)两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m的带电油滴恰好静止在两极之间,如图所示,在其他条件不变的情况下,如果将两极非常缓慢地错开一些,那么在错开的过程中()A.油滴将向上加速运动,电流计中电流从b流向aB.油滴将向下加速运动,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,电流计中的电流从b流向a3.(电容器动态分析)如图所示的传感器可以监控生产流水线材料的厚度,其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在电源的两极上。当通过极板间的材料厚度增大时,极板间的介电常数增大,下列说法正确的是()A.当通过极板间的材料厚度减小时,电流从a流向bB.极板间的材料厚度变化时,极板间电场强度不变C.当通过极板间的材料厚度增大时,极板上的电荷量变小D.当通过极板间的材料厚度增大时,极板间的电压增大4.(电容器的应用)(2023广东韶关一模)随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,下图是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后()A.电容器的电容变小B.电容器的带电荷量增大C.极板间电场强度变小D.膜片下移过程中,电流表有从a到b的电流5.(带电粒子在电场中的偏转问题)(2023吉林长春质检)如图所示,空间存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入,刚好通过竖直平面内的P点,已知连线OP与初速度方向的夹角为θ=45°,不计粒子的重力,则O、P两点间的电势差UOP为()A.mv02C.2mv06.(带电粒子在电场中的偏转问题)质量相同的两个带电粒子M、N以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中,不计带电粒子的重力,M从两板正中央射入,N从下板边缘处射入,它们最后打在同一点,如图所示。则从开始射入至打到上板的过程中()A.它们运动的时间关系为tN>tMB.它们的电势能减少量之比ΔEpM∶ΔEpN=1∶2C.它们的动能增量之比ΔEkM∶ΔEkN=1∶4D.它们的动量增量之比ΔpM∶ΔpN=1∶17.(带电粒子在电场中的加速问题)(2024广东佛山期末)如图所示,两极板加上恒定的电压U,将一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在正极板附近由静止释放,粒子向负极板做加速直线运动。不计粒子重力。若将两板间距离减小,再次释放该粒子,则()A.带电粒子获得的加速度变小B.带电粒子到达负极板的时间变短C.带电粒子到达负极板时的速度变小D.加速全过程静电力对带电粒子的冲量变小素养综合练8.(2024安徽马鞍山市质检)如图所示,电源电动势E一定,内阻不计,R1、R2是定值电阻,R3是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合,电路稳定后,电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度,则()A.电容器的电容增大B.M点的电势升高C.液滴向下运动D.R2中有向右的电流9.如图所示,一圆形区域有竖直向上的匀强电场,O为圆心,两个质量相等、电荷量大小分别为q1、q2的带电粒子甲、乙,以不同的速率v1、v2从A点沿AO垂直射入匀强电场,甲从C点飞出电场,乙从D点飞出电场,它们在圆形区域中运动的时间相同,已知∠AOC=45°,∠AOD=120°,不计粒子的重力,下列说法正确的是()A.v1v2C.q1q210.(2024安徽省五校联盟联考)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,而不能从b流向a。平行板电容器的A、B两极板间有一带电油滴,电荷量为q(电荷量很小不会影响两板间电场的分布),带电油滴在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量,U表示两极板间电压,φP表示P点的电势,Ep表示带电油滴在P点的电势能。若保持极板A不动,将极板B稍向下平移,则下列说法中正确的是()A.Q减小 B.U减小C.φP减小 D.Ep减小11.(多选)如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,等势面与水平方向夹角为45°,一电子从等势面D上的O点进入匀强电场,在O点时动能为16eV,速度方向竖直向上,电子恰好不穿过B等势面。已知相邻等势面间的距离均为4cm,电子所受的重力不计。下列说法正确的是()A.电子做匀变速直线运动B.电子飞经等势面C时的动能为8eVC.匀强电场的电场强度大小为100V/mD.电子再次经过等势面D时的位置与O点相距32cm12.如图甲所示,一绝缘细直长杆水平放置,处于水平方向的静电场中。以O为原点,沿细杆建立x轴,电场强度E随x的分布如图乙所示。x≤0处,电场强度恒定,方向沿x轴正方向;在x>0处,电场强度沿x轴负方向并随x均匀增大。带电的小圆环套在细杆上,其质量为m=0.2kg、电荷量q=2×10-6C,小圆环与细杆间的动摩擦因数μ=0.1。将小圆环从A(-1m)点由静止释放(重力加速度g取10m/s2),求:(1)小圆环到达O点时的速度大小;(2)小圆环向右运动到最远位置的坐标值。答案：1.A解析根据题意可知极板之间电压U不变,极板上所带电荷量Q变少,根据电容定义式C=QU可知,电容器的电容C减小,D错误;根据电容的决定式C=εrS4πkd可知,极板间距d增大,极板之间形成匀强电场,根据E=Ud可知,极板间电场强度E减小,B、C错误;2.C解析电容器与电源相连,两极板间电压不变,将两极板非常缓慢地水平错开一些,两极板正对面积减小,而间距不变,由E=Ud可知,电场强度不变,油滴受到的静电力不变,仍与重力平衡,因此油滴静止不动,由C=εrS4πkd可知,电容减小,由Q=CU可知,电荷量减小,电容器放电,因此可判断电流计中的电流从a3.B解析电容器两极板间的电压始终保持不变,板间的距离也保持不变,根据E=Ud可知,极板间电场强度保持不变,故B正确,D错误;根据C=εrS4πkd可知,厚度增大时介电常数增大,电容器的电容增大,极板上的电荷量增加,故C错误;材料厚度减小,电容器的电容减小,极板上的电荷量减小,电容放电,电流从b4.B解析根据电容表达式C=εrS4πkd可知,当两个极板间的距离减小时,电容器的电容增大,再根据电容定义式C=QU可知,电容器一直和电源相连,电压不变时,电容增大,带电荷量增大,即电容器被充电,电流表有从b到a的电流,A、D错误,B正确;由匀强电场公式E=Ud知,5.C解析粒子所带电荷量为正,则其所受的静电力方向竖直向下,设OP长度为L,分析可知,粒子在电场中做类平抛运动,根据平抛运动规律,在竖直方向有Lsinθ=12at2,水平方向有Lcosθ=v0t,由牛顿第二定律有qE=ma,即a=qEm,则O、P两点间的电势差UOP=ELsinθ,联立解得UOP=26.C解析由题可知,两个带电粒子都做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,而且它们的水平位移相等、初速度相等,则在电场中的运动时间相等,即tN=tM,故A错误;在竖直方向上,根据y=12at2=Eqt22m知,竖直位移之比为1∶2,则电荷量之比为1∶2。因为静电力做功等于电势能的减小量,静电力做功W=qEy,因为电荷量之比为1∶2,竖直位移之比为1∶2,则静电力做功之比为1∶4,根据动能定理可知,静电力做功之比为1∶4,则动能的增量之比为1∶4,它们的电势能减少量之比ΔEpM∶ΔEpN=1∶4,故B错误,C正确;根据动量定理,有动量增量Δp=qEt,qM∶qN=1∶2,t相等,则动量增量之比ΔpM∶ΔpN=17.B解析根据E=Ud,qE=ma,可得a=qUmd,将两板间距离减小,带电粒子获得的加速度变大,故A错误;根据匀变速直线运动规律d=12at2,解得t=2md2qU,将两板间距离减小,带电粒子到达负极板的时间变短,故B正确;根据动能定理有qU=12mv2,解得v=2qUm,带电粒子到达负极板时的速度不变,故8.B解析电容器的电容由电容器本身性质决定,不随其电压或电荷量的变化而变化,故A错误;增强照射电阻R3的光照强度,R3阻值减小,回路总电阻减小,总电流增大,则R1两端电压增大,电容器两极板间电压增大,根据E=Ud可知两极板间电场强度增大,而下极板接地,电势为零,设M到下极板间的距离为d',则M点的电势为φM=Ed',所以M点的电势升高,故B正确;根据平衡条件可知,开始时液滴受静电力与重力平衡,增强照射电阻R3的光照强度,电容器两极板间电场强度增大,液滴所受静电力增大,将大于重力,则液滴所受合外力向上,将向上运动,故C错误;由电路连接方式易知电容器上极板带正电,增强照射电阻R3的光照强度,电容器两极板间电压增大,根据Q=CU可知电容器充电,R2中有向左的电流,故D9.B解析甲、乙在电场中均做类平抛运动,沿初速度方向做匀速直线运动,它们在圆形区域中运动时间t相同,根据图中几何关系可得xAC=v1t=R-Rcos45°,xAD=v2t=R+Rcos60°,联立可得v1v2=2-23,故A错误,B正确;甲、乙在电场中沿静电力方向均做初速度为零的匀加速直线运动,则有yAC=12·q1Emt2=Rsin45°,yAD=12·q10.D解析保持极板A不动,将极板B稍向下平移,板间距离d增大,根据电容的决定式C=εrS4πkd知,电容C减小;电容器的电压不变时,则电容器所带电荷量将要减小,由于二极管具有单向导电性,电荷不能流回电源,所以电容器的电荷量Q保持不变;由于电容C减小,由电容的定义式C=QU,可知两极板间电压U变大;根据C=εrS4πkd,C=QU,E=Ud,可得E=4πkQεrS,板间电场强度E不变,P点与B板间电势差UPB=EdPB,UPB增大,根据UPB=φP-φB可知P点的电势增大,根据平衡条件可知带电油滴带负电,根据Ep=11.CD解析由题知电子速度方向竖直向上,恰好不穿过B等势面,而电场线垂直于等势面,在匀强电场中,带负电的粒子所受电场力的方向与电场线的方向相反,可知电场线垂直于等势面斜向左上方,电子所受电场力垂直于等势面斜向右下方,加速度方向与电子速度方向不共线,因此电子做匀变速的曲线运动,故A错误;用正交分解法将电子的初速度分解到平行于等势线方向(x方向)和垂直于等势线方向(y方向),则有vx=vy=vcos45°=22v,由题意可知,电子到达B等势面时,y方向的分速度减为零,只有沿x方向的分速度,即vB=vx=22v,由动能的公式Ek=12mv2可知电子经过B等势面时动能是经过D等势面时的一半,即EkB=12EkD=12×16eV=8eV,由动能定理可得-eUDB=EkB-EkD=-8eV,解得UDB=8V,而UDB=2UDC,解得UDC=4V,电子从等势面D到等势面C由动能定理可得-eUDC=EkC-EkD,解得EkC=12eV,故B错误;由UDC=EdDC可解得E=100V/m,故C正确;电子在y