高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第3節(jié) 電容器與電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、第3節(jié) 電容器與電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固題組1如圖所示，先接通s使電容器充電，然后斷開(kāi)s.當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，電容器所帶電荷量q、電容c、兩極板間電勢(shì)差u、兩極板間場(chǎng)強(qiáng)e的變化情況是()aq變小，c不變，u不變，e變小bq變小，c變小，u不變，e不變cq不變，c變小，u變大，e不變dq不變，c變小，u變小，e變小解析：選c.電容器充電后再斷開(kāi)s，則電容器所帶的電荷量q不變，由c可知，d增大時(shí)，c變??；又u，所以u(píng)變大；由于e，u，所以e，故d增大時(shí)，e不變，c正確2. 如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將兩板

2、繞過(guò)a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將()a保持靜止?fàn)顟B(tài)b向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)c向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng)d向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)解析：選d.兩平行金屬板水平放置時(shí)，帶電微粒靜止有mgqe，現(xiàn)將兩板繞過(guò)a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°后，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，電場(chǎng)力方向也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，但大小不變，此時(shí)電場(chǎng)力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故該微粒將向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)d正確3. 兩個(gè)較大的平行金屬板a、b相距為d，分別接在電壓為u的電源正、負(fù)極上，這時(shí)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴恰

3、好靜止在兩板之間，如圖所示在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開(kāi)一些，那么在錯(cuò)開(kāi)的過(guò)程中()a油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向ab油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bc油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向ad油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b解析：選d.電容器與電源相連，兩極板間電壓不變將兩極板非常緩慢地水平錯(cuò)開(kāi)一些，兩極板正對(duì)面積減小，而間距不變，由e可知，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的電場(chǎng)力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動(dòng)由c可知，電容減小，qcu，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計(jì)中的電流從a流向b，故d正確4如圖所示，甲圖中電容器的兩個(gè)極板和電源

4、的兩極相連，乙圖中電容器充電后斷開(kāi)電源在電容器的兩個(gè)極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的小球，小球靜止時(shí)懸線和豎直方向的夾角均為，將兩圖中的右極板向右平移時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a甲圖中夾角減小，乙圖中夾角增大b甲圖中夾角減小，乙圖中夾角不變c甲圖中夾角不變，乙圖中夾角不變d甲圖中夾角減小，乙圖中夾角減小解析：選b.甲圖中的電容器和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓不變，當(dāng)極板間的距離增大時(shí)，根據(jù)公式e可知，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力減小，所以懸線和豎直方向的夾角將減小乙圖中電容器充電后斷開(kāi)電源，電容器兩極板所帶的電荷量不變，根據(jù)平行板電容器的電容公式c，極板間的電壓u，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度e，場(chǎng)

5、強(qiáng)與兩極板間距離無(wú)關(guān)，故夾角不變，b正確5. 如圖所示，平行金屬板a、b水平正對(duì)放置，分別帶等量異號(hào)電荷一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場(chǎng)力共同作用下運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖中虛線所示，那么()a若微粒帶正電荷，則a板一定帶正電荷b微粒從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)電勢(shì)能一定增加c微粒從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)動(dòng)能一定增加d微粒從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)機(jī)械能一定增加解析：選c.由于兩極板的正負(fù)不知，微粒的電性不確定，則微粒所受電場(chǎng)力方向不確定，所受電場(chǎng)力做功正負(fù)不確定，但根據(jù)微粒運(yùn)動(dòng)軌跡，微粒所受合力一定向下，則合力一定做正功，所以電勢(shì)能變化情況、機(jī)械能變化情況不確定，但微粒動(dòng)能一定增加，所以只有c正確6如圖所示，充電后的平行板電容

6、器水平放置，電容為c，極板間距離為d，上極板正中有一小孔質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g)求： (1)小球到達(dá)小孔處的速度；(2)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處的時(shí)間解析：(1)由v22gh得v(2)在極板間帶電小球受重力和電場(chǎng)力，有mgqema0v22ad得euedqcu得q(3)由hgt0vat2tt1t2綜合可得t答案：見(jiàn)解析綜合應(yīng)用題組7. 如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地

7、，在兩極板間有一個(gè)固定在p點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以e表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，ep表示點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電勢(shì)能，表示靜電計(jì)指針的偏角若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則()a增大，e增大b增大，ep不變c減小，ep增大 d減小，e不變解析：選d.保持下極板不動(dòng)，上極板向下移動(dòng)一小段距離后，由c可知電容器的電容變大，由于q不變，由c可知u減小，故靜電計(jì)的指針偏角變小；電場(chǎng)強(qiáng)度e不變；由于下極板不動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度e不變，所以p點(diǎn)的電勢(shì)沒(méi)有發(fā)生改變，故點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電勢(shì)能不變，a、b、c錯(cuò)誤，d正確8(多選)如圖所示，一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左不計(jì)空氣阻力，

8、則小球()a做直線運(yùn)動(dòng)b做曲線運(yùn)動(dòng)c速率先減小后增大d速率先增大后減小解析：選bc.對(duì)小球受力分析，小球受重力、電場(chǎng)力作用，合外力的方向與初速度的方向不在同一條直線上，故小球做曲線運(yùn)動(dòng)，故a錯(cuò)誤，b正確；在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中合外力方向與速度方向間的夾角先為鈍角后為銳角，故合外力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功，所以速率先減小后增大，選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤9(多選)如圖所示，在真空中a、b兩塊平行金屬板豎直放置并接入電路調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使a、b兩板間的電壓為u時(shí)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0從a板上的中心小孔沿垂直兩板的方向射入電場(chǎng)中，恰從a、b兩板的中點(diǎn)處沿原路返回(不計(jì)重力)，則下列說(shuō)法正確的

9、是()a使初速度變?yōu)?v0時(shí)，帶電粒子恰能到達(dá)b板b使初速度變?yōu)?v0時(shí)，帶電粒子將從b板中心小孔射出c使初速度v0和電壓u都增加為原來(lái)的2倍時(shí)，帶電粒子恰能到達(dá)b板d使初速度v0和電壓u都增加為原來(lái)的2倍時(shí)，帶電粒子將從b板中心小孔射出解析：選bc.設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中的位移為x，根據(jù)動(dòng)能定理得：qex0mv，又e得x，由此可知，要使帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后恰能到達(dá)b板處，x變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，采取的方法有：使帶電粒子的初速度變?yōu)関0；或使a、b兩板間的電壓變?yōu)閡；或使初速度v0和電壓u都增加到原來(lái)的2倍，故b、c正確，a、d錯(cuò)誤10. (多選)如圖所示，一絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，

10、場(chǎng)強(qiáng)為e.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電荷量q的小球，由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)法正確的是()a小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大b小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒c小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為mgqed小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為3(mgqe)解析：選ad.根據(jù)動(dòng)能定理知，在運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力和重力一直做正功，到達(dá)最低點(diǎn)的速度最大，故a正確；小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中除了重力做功以外，還有電場(chǎng)力做功，機(jī)械能不守恒，故b錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得：mgrqermv2，根據(jù)牛頓第二定律得：fnqemgm，解得：fn3(mgqe)，則球?qū)壍赖膲毫?(mgqe)，故c錯(cuò)誤，d正確11. (多選

11、)如圖所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e隨時(shí)間t變化的圖象當(dāng)t0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法中正確的是()a帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)b2 s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)c3 s末帶電粒子的速度為零d03 s內(nèi)，電場(chǎng)力做的總功為零解析：選cd.設(shè)第1 s內(nèi)粒子的加速度為a1，第2 s內(nèi)的加速度為a2，由a可知，a22a1，可見(jiàn)，粒子第1 s內(nèi)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，1.5 s末粒子的速度為零，然后向正方向運(yùn)動(dòng)，至3 s末回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子的速度為0，由動(dòng)能定理可知，此過(guò)程中電場(chǎng)力做的總功為零，綜上所述，可知c、d正確12如圖所示，電子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，

12、沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場(chǎng)電壓為u0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板間電壓為u，極板長(zhǎng)度為l，板間距為d.(1)忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0和從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離y；(2)分析物理量的數(shù)量級(jí)，是解決物理問(wèn)題的常用方法在解決(1)問(wèn)時(shí)忽略了電子所受重力，請(qǐng)利用下列數(shù)據(jù)分析說(shuō)明其原因已知u2.0×102 v，d4.0×102m，m9.1×1031kg，e1.6×1019c，g10 m/s2.(3)極板間既有靜電場(chǎng)也有重力場(chǎng)電勢(shì)反映了靜電場(chǎng)各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請(qǐng)寫(xiě)出電勢(shì)的定義式類(lèi)比電勢(shì)的定義方法，在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”g的概念，并簡(jiǎn)要說(shuō)明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)解析： (1)根據(jù)功和能的關(guān)系，有eu0mv電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度v0 在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tl偏轉(zhuǎn)距離ya(t)2.(2)考慮電子所受重力和電場(chǎng)力的數(shù)量級(jí)，有重力gmg1029n電場(chǎng)力f1015n由于fg，因此不需要考慮電子所受重力(3)電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)定義為電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能ep與其電荷量q的比值，即由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，可以類(lèi)比靜電場(chǎng)電勢(shì)的定義，將重力場(chǎng)中物體在