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1、第3节 电容器与电容、带电粒子在电场中的运动【考纲知识梳理】一。电容器1. 构成:两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。2. 充放电:(1)充电:使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中。(2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量。3电容器带的电荷量:是指每个极板上所带电荷量的绝对值4.电容器的电压:(1)额定电压:是指电容器的对大正常工作即电容器铭牌上的标定数值。(2)击穿电压:是指把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压。二.电容1定义:电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值2定义式:3电
2、容的单位:法拉,符号:F 。4物理意义:电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V所需的电荷量。5制约因素:电容器的电容与Q、U的大小无关,是由电容器本身的结构决定的。对一个确定的电容器,它的电容是一定的,与电容器是否带电及带电多少无关。三.平行板电容器1平行板电容器的电容的决定式:即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比,与两板正对的面积成正比,与两板间距成反比。2平行板电容器两板间的电场:可认为是匀强电场,E=U/d四.带电粒子在电场中的运动1.带电粒子的加速:对于加速问题,一般从能量角度,应用动能定理求解。若为匀变速直线运动,可用牛顿运动定律与运
3、动学公式求解。2. 带电粒子在匀强电场中的偏转:对于带电粒子以垂直匀强电场的方向进入电场后,受到的电场力恒定且与初速度方向垂直,做匀变速曲线运动(类平抛运动)。处理方法往往是利用运动的合成与分解的特性:分合运动的独立性、分合运动的等时性、分运动与合运动的等效性。沿初速度方向为匀速直线运动、沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动。基本关系:x方向:匀速直线运动Y方向:初速度为零的匀加速直线运动离开电场时侧向偏转量:离开电场时的偏转角: 推论1.粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移。 推论2.位移和速度不在同一直线上,且tan=2tan。【要点名师精
4、解】一、电容器的动态分析1、(1)这类问题关键在于弄清楚哪些是变量;哪些是不变量;哪些是自变量;哪些是因变量。同时要注意对公式的理解,定义式适用于任何电容器,而电容C与Q、U无关。(2)区分两种基本情况:一是电容器两极间与电源相连接,则电容器两极间的电势差U不变;二是电容器充电后与电源断开,则电容器所带的电量Q保持不变。2、电容器结构变化引起的动态变化问题的分析方法 (1)平行板电容器是电容器的一个理想化模型,其容纳电荷的本领用电容C来描述,当改变两金属板间距d、正对面积S或其中的介质时,会引起C值改变。给两个金属板带上等量异号电荷Q后,板间出现匀强电场E,存在电势差U。若改变上述各量中的任一
5、个,都会引起其它量的变化。若两极板间一带电粒子,则其受力及运动情况将随之变化,与两极板相连的静电计也将有显示等等。(2)解此类问题的关键是:先由电容定义式、平行板电容器电容的大小C与板距d、正面积S、介质的介电常数的关系式和匀强电场的场强计算式导出,等几个制约条件式备用。接着弄清三点:电容器两极板是否与电源相连接?哪个极板接地?C值通过什么途径改变?若电容器充电后脱离电源,则隐含“Q不改变”这个条件;若电容器始终接在电源上,则隐含“U不改变”(等于电源电动势)这个条件;若带正电极板接地,则该极板电势为零度,电场中任一点的电势均小于零且沿电场线方向逐渐降低;若带负电极板接地,则该极板电势为零,电
6、场中任一点电势均大于零。【例1】如图8所示,D是一只二极管,它的作用是只允许电流从a流向b,不允许电流从b流向a ,平行板电容器AB内部原有电荷P处于静止状态,当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间(两极板仍平行),P的运动情况将是( )A仍静止不动 B向下运动 C向上运动 D无法判断解析:此题利用二极管的单向导电性来判断电容器是Q还是U不变,若假设U不变 马上判断出E变小,电场力变小,电荷向下运动,但是d变大又导致C变小结合U不变得出Q变小即电容器A板正电荷应该放出这是不可能的事,所以只能得出一个结论假设错误即Q不变可以根据得出不变(与d无关)答案选A名师点评:此类题目新颖易错,不少同学以为电
7、容器接在稳压电源两端即电压不变,其实不然。还需要判断二极管的通断,充放电是否能正常进行。二、带电粒子在电场中的偏转 设极板间的电压为U,两极板间的距离为,极板长度为。 1、运动状态分析:带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后,受到恒定的电场力作用,且与初速度方向垂直,因而做匀变速曲线运动类似平抛运动如图1。2、运动特点分析:(1)在垂直电场方向做匀速直线运动 (2)在平行电场方向,做初速度为零的匀加速直线运动 (3)通过电场区的时间:(4)粒子通过电场区的侧移距离: (5)粒子通过电场区偏转角:(6)带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距
8、离也可表示为:【例2】喷墨打印机的结构简图如图3所示,其中墨盒可以发出墨汁微滴,此微粒经过带电室时被带上负电,带电的多少计算机按字体笔画、高低位置输入信号加以控制,带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场发生偏转后打在纸上,显示出字体。无信号输入时,墨汁微滴不带电,径直通过偏转极板而注入回流槽流回墨盒。设偏转极板长,两板间的距离为,偏转板的右端距纸。若一个墨汁微滴的质量为,以的初速度垂直于电场的方向进入偏转电场,两板间的电压为,若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是,试求:这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少?(不计空气阻力和重力,可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部,忽略边缘电场的不均
9、匀性)为了使纸上的字体放大,请你分析提出至少两种可行的方法。解析:如图4所示为墨汁微滴通过偏转电场时的情形(放大图),图中的为墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离,而为墨汁微滴离开偏转电场时偏离原来运动方向的夹角,由几何关系及匀变速运动规律得 代入数据,解得 解以上几式,得 要使字体放大,也就是使上式中的增大,由上式可以看出,可以通过改变、或来达到预期的目的,如: 将偏转电场的电压增大,则偏转电压应增大到: 将(增大,设在不变的情况下,将偏转板的右端距纸的距离增大为,则: 解得 名师点评:这其实就是一个带电粒子在电场中偏转的实际应用题,平常的学习过程中,要学会课本知识和实际生活的结合;字体放
10、大是指把字体的线度放大,而不是把字体的面积放大放大。【感悟高考真题】1.(2010天津12)质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L,OO为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离OO的距离。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。(1)设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿OO的方向从O点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离y0;(2)假设你
11、利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中,保留原电场,再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O点沿OO方向射入,屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同,但入射速度都很大,且在板间运动时OO方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。解析:(1)离子在电场中受到的电场力离子获得的加速度离子在板间运动的时间到达极板右边缘时,离子在方向的分速度离子从板右端到达屏上所需时间离子
12、射到屏上时偏离点的距离由上述各式,得(2)设离子电荷量为,质量为,入射时速度为,磁场的磁感应强度为,磁场对离子的洛伦兹力已知离子的入射速度都很大,因而离子在磁场中运动时间甚短,所经过的圆弧与圆周相比甚小,且在板间运动时,方向的分速度总是远大于在方向和方向的分速度,洛伦兹力变化甚微,故可作恒力处理,洛伦兹力产生的加速度是离子在方向的加速度,离子在方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动,到达极板右端时,离子在方向的分速度离子飞出极板到达屏时,在方向上偏离点的距离当离子的初速度为任意值时,离子到达屏上时的位置在方向上偏离点的距离为,考虑到式,得由、两式得其中上式表明,是与离子进入板间初速度无关的
13、定值,对两种离子均相同,由题设条件知,坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子,其质量为,坐标3.00mm的光点对应的是未知离子,设其质量为,由式代入数据可得故该未知离子的质量数为14。2(2010江苏物理15)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压作周期性变化,其正向电压为,反向电压为,电压变化的周期为2r,如图乙所示。在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用。(1)若,电子在02r时间内不能到达极板A,求d应满足的条件;(2)若电子在02r
14、时间未碰到极板B,求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系;(3)若电子在第N个周期内的位移为零,求k的值。答案:3.(09北京19)如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b ( C ) A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时,在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时,动能一定减小 解析:a粒子要在电场、磁场的
15、复合场区内做直线运动,则该粒子一定做匀速直线运动,故对粒子a有:Bqv=Eq 即只要满足E =Bv无论粒子带正电还是负电,粒子都可以沿直线穿出复合场区,当撤去磁场只保留电场时,粒子b由于电性不确定,故无法判断从O点的上方或下方穿出,故AB错误;粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动,电场力做正功,其电势能减小,动能增大,故C项正确D项错误。4.(09天津5)如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度vN折回N点。则( B )
16、A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势解析:由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力向上,A错;粒子由M到N电场力做负功电势能增加,动能减少,速度增加,故B对C错;由于粒子和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断M、N点电势的高低,C错。5.(09海南物理5)一平行板电容器两极板间距为、极板面积为S,电容为,其中是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时,电容器极板间 ( A )A电场强度不变,电势差变大 B电场强度不变,电势差不变C电场强度减小,电势差不变
17、 D电场强度较小,电势差减小6.(09福建15)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 ( B )A.带点油滴将沿竖直方向向上运动 B.P点的电势将降低C.带点油滴的电势将减少 D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大7.(09浙江20)空间存在匀强电场,有一电荷量、质量的粒子从点以速率射入电场,运动到点时速率为。现有另一电荷量、质量的粒子以速率仍从点射入该电场,运动到点时速率为。若忽略重力的影响,则 ( AD )A在、三点中,点电势最高B在、三点中,点电势最高 C
18、间的电势差比间的电势差大D间的电势差比间的电势差小解析:正电荷由O到A,动能变大,电场力做正功,电势能减小,电势也减小,O点电势较高;负电荷从O到B速度增大,电场力也做正功,电势能减小,电势升高,B点电势比O点高。所以B点最高,A对; ,故D对。8.(09山东25)(18分)如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在03t时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。已知t=0时刻进入两板间的带电粒
19、子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)(1)求电压U的大小。(2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。(3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间。解析:(1)时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动,时刻刚好从极板边缘射出,在y轴负方向偏移的距离为,则有联立以上三式,解得两极板间偏转电压为。(2)时刻进入两极板的带电粒子,前时间在电场中偏转, 后时间两极板没有电场,带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿x轴方向的分速度大小为带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为带电粒子离开电
20、场时的速度大小为设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R,则有联立式解得。(3)时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为,设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为,则,联立式解得,带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示,圆弧所对的圆心角为,所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为,联立以上两式解得。9(09安徽23)如图所示,匀强电场方向沿轴的正方向,场强为。在点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为的带电微粒,其中电荷量为的微粒1沿轴负方向运动,经过一段时间到达点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求
21、(1)分裂时两个微粒各自的速度;(2)当微粒1到达(点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;(3)当微粒1到达(点时,两微粒间的距离。答案:(1),方向沿y正方向(2)(3)2解析:(1)微粒1在y方向不受力,做匀速直线运动;在x方向由于受恒定的电场力,做匀加速直线运动。所以微粒1做的是类平抛运动。设微粒1分裂时的速度为v1,微粒2的速度为v2则有:在y方向上有- 在x方向上有-根号外的负号表示沿y轴的负方向。中性微粒分裂成两微粒时,遵守动量守恒定律,有方向沿y正方向。(2)设微粒1到达(0,-d)点时的速度为v,则电场力做功的瞬时功率为其中由运动学公式所以(3)两微粒的运动具有对称性,如图所示,
22、当微粒1到达(0,-d)点时发生的位移则当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离为10(09福建21)如图甲,在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大
23、小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)答案:(1); (2); (3) 解析:本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有
24、 qE+mgsin=ma 联立可得 (2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为,则有 从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得 联立可得 s(3)如图 11.(09福建22) 图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.010-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力 (1)求上述粒子的比荷;(2)如果在
25、上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场;(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。答案(1)=4.9C/kg(或5.0C/kg);(2) ; (3)解析:第(1)问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第(2)问涉及到复合场(速度选择器模型)第(3)问是带电粒子在有界磁场(矩形区域)中的运动。(1) 设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲,依题意M、P连线即为该粒
26、子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得 联立并代入数据得=4.9C/kg(或5.0C/kg) (2)设所加电场的场强大小为E。如图乙,当粒子子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意,在此时加入沿x 轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有 代入数据得 所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知,圆弧PQ所对应的圆心角为45,设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T,所求时间为t,则有 联立并代入数据得 (3)如图丙,所求的最小矩形是,该区域面积 联立并代入数据得 矩形如图丙中(虚线)12.(09浙江23)如图所示,相距为d的平
27、行金属板A、B竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为q,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?(2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?答案:(1)(2)时间为,停在处或距离B板为解析:本题考查电场中的动力学问题(1)加电压后,B极板电势高于A板,小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动。电场
28、强度为 小物块所受的电场力与摩擦力方向相反,则合外力为 故小物块运动的加速度为 设小物块与A板相碰时的速度为v1,由 解得 (2)小物块与A板相碰后以v1大小相等的速度反弹,因为电荷量及电性改变,电场力大小与方向发生变化,摩擦力的方向发生改变,小物块所受的合外力大小 为 加速度大小为 设小物块碰后到停止的时间为 t,注意到末速度为零,有 解得 设小物块碰后停止时距离为,注意到末速度为零,有 则 或距离B板为 13.(09江苏14)1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应
29、强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t;(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,试讨论粒子能获得的最大动能E 解析:(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v qu=mv12qv1B=m解得 同理,粒子第2次经过狭缝后的半径 则 (2)设粒子到出口处被加速了n圈解得 (3)加速电场的频率应等于
30、粒子在磁场中做圆周运动的频率,即当磁场感应强度为Bm时,加速电场的频率应为粒子的动能当时,粒子的最大动能由Bm决定解得当时,粒子的最大动能由fm决定解得 【考点精题精练】1.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图,金属芯与导电液体形成一个电容器,从指示器显示的电容C大小变化就能反映液面的升降情况。两者的关系是 ( )A增大表示h减小B增大表示h增大C减少表示h增大D以上说法都不对答案:B2.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电
31、油滴从 a 运动到 b 的过程中,能量变化情况为( ) A动能减小 B电势能增加 C动能和电势能之和减少 D重力势能和电势能之和增加答案:C3.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电力线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。由此可以判定( ) A、粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度; B、粒子在A点的动能小于它在B点的动能; C、粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能; D、A点的电势低于B点的电势。 答案:B4.如图所示,地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域,刚好通过竖直平面中的P点,已知连线OP与初速度方向的
32、夹角为450,则此带电小球通过P点时的动能为A. B. /2 C. 2 D.5/2答案:D5.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。(不计重力作用)下列说法中正确的是A. 从t0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上B. 从t0时刻释放电子,电子可能在两板间振动C. 从tT/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上D. 从t3T/8时刻释放电子,电子必将打到左极板上答案:ACt=0时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/2,接着匀减速T/2,速度减小到零后,又开始向右
33、匀加速T/2,接着匀减速T/2直到打在右极板上电子不可能向左运动;如果两板间距离不够大,电子也始终向右运动,直到打到右极板上从t=T/4时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/4,接着匀减速T/4,速度减小到零后,改为向左先匀加速T/4,接着匀减速T/4即在两板间振动;如果两板间距离不够大,则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上从t=3T/8时刻释放电子,如果两板间距离不够大,电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上;如果第一次向右运动没有打在右极板上,那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上选AC6.如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非
34、常小的点电荷,S是闭合的,a表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则:A. a变大,F变大B. a变大,F变小C. a不变,F不变D. a不变,F变小答案:B极板间电压U不变,两极板距离d增大,所以场强E减小故F变小a到B板距离变大则a到B板的电势差增大,而B板接地,所以a变大,故B对7.a、b、c三个粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上b和c同时飞离电场进入电场时,c的速度最大,a的速度最小动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大A.B.C.D. 答案
35、: D根据类平抛运动的竖直方向分运动可知,加速度相同,竖向位移c最小,a、b相同,得a、b飞行时间相等,c时间最短,故速度c比b大; b射程大于a,故b的速度大于a比较竖向位移可知电场力做功c的最小,a和b的一样大选对8.在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,极板B接地。若极板B稍向上移动一点,由观察到静电计指针的变化,作出电容器电容变小的依据是A. 两极间的电压不变,极板上的电荷量变小B. 两极间的电压不变,极板上的电荷量变大C. 极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变小D. 极板上的电荷量几乎不变,两极间的电压变大答案:D 静电计是用来测带电体和大地之间电势差的,指针偏角的大小反映了电容器A、B两极板间的电势差大小,由Q几乎不变,QCU即可得出结论。9.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是A. U1变大、U2变大B. U1变小、U2变大 C. U1变大、U2变小D. U1变小、U2变小答案:B 故B对10.如图
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