2018屆高考物理總復(fù)習(xí)第7單元靜電場(chǎng)作業(yè)手冊(cè)(21)電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

課時(shí)作業(yè)(二十一)第21講電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)穩(wěn)固1.[2017·湖南邵陽二聯(lián)]依據(jù)大批科學(xué)測(cè)試能夠確立地球自己就是一個(gè)電容器.往常大地帶有50萬庫侖左右的負(fù)電荷,而地面上空存在一個(gè)帶正電的電離層,這二者便形成一個(gè)已充電的電容器,它們之間的電壓約為300kV,則地球的電容約為( )A.0.17FB.1.7FC.17FD.170F2.[2017·湖南懷化二模]如圖K21-1所示,將平行板電容器的兩極板分別與電池的正、負(fù)極相接,兩板間一帶電液滴恰巧處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)緊貼下板快速插入一個(gè)有必定厚度的金屬板,則在此過程中( )圖K21-1A.電路中流過逆時(shí)針方向的短暫電流B.電容器的電荷量減小C.帶電液滴仍保持靜止D.帶電液滴向下做加快運(yùn)動(dòng)3.[2017·蘇州期末]平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,兩板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的正查驗(yàn)電荷,如圖K212所示.以C表示電容器的電容,E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng),φ表示P點(diǎn)處的電勢(shì),W-表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能.若正極板保持不動(dòng),將負(fù)極板遲緩向右平移一小段距離x0,則在此過程中,各物理量與負(fù)極板挪動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是圖K21-3中的()圖K21-21圖K21-34.(多項(xiàng)選擇)如圖K214所示,、是在真空中豎直擱置的兩塊平行金屬板,板間有勻強(qiáng)電場(chǎng).質(zhì)量為-MNm、所帶電荷量為-q的帶電粒子以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)M、N間的電壓為U時(shí),粒子恰巧能抵達(dá)N板.要使帶電粒子抵達(dá)M、N兩板間距的處返回,則以下做法中正確的選項(xiàng)是( )圖K21-4A.使初速度減小為本來的B.使M、N間電壓提高到本來的2倍C.使M、N間電壓提高到本來的4倍D.使初速度和M、N間電壓都減小為本來的5.[2017·廣州模擬]如圖K21-5所示,帶電粒子由靜止開始,經(jīng)電壓為U1的加快電場(chǎng)加快后,垂直于板間電場(chǎng)方向進(jìn)入電壓為U2的平行板電容器,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后落在下板的中間地點(diǎn).為使與該粒子同樣的帶電粒子從同樣的初始地點(diǎn)由靜止加快、偏轉(zhuǎn)后能穿出平行板電容器,以下做法中可行的是( )圖K21-5A.保持U2和平行板間距不變,減小U1B.保持U1和平行板間距不變,增大U2C.保持U1、U2和下板地點(diǎn)不變,向下平移上板D.保持U1、U2和下板地點(diǎn)不變,向上平移上板2技術(shù)提高6.[2017·石家莊質(zhì)檢]如圖K216所示的電路中,、B是組成平行板電容器的兩個(gè)金屬極板,P為-A兩板間的一個(gè)固定點(diǎn).將開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)固后將A板向上平移一小段距離,則以下說法中正確的是( )圖K21-6A.電容器的電容增大B.在A板上移過程中,電阻R中有向上的電流C.A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D.P點(diǎn)電勢(shì)高升7.[2018·長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)月考]如圖K21-7所示,兩塊加上電壓且水平擱置的平行金屬板之間有一個(gè)厚度不計(jì)的帶電金屬網(wǎng),使金屬板間形成了上、下兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)分別為E1、E2(方向均豎直向下)的勻強(qiáng)電場(chǎng)空間.兩個(gè)不計(jì)重力的帶電微粒從離金屬網(wǎng)分別為d1、d2的地點(diǎn)處先后水平射入電場(chǎng)(不考慮兩微粒間的庫侖力),兩微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡在金屬網(wǎng)上訂交于同一點(diǎn).以下說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )圖K21-7A.兩微粒必定帶異種電荷B.若兩微粒初速度同樣,則抵達(dá)金屬網(wǎng)所用的時(shí)間同樣C.不改變其余物理量,僅將E1和d1同時(shí)減半,兩微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡仍舊能訂交于同一點(diǎn)D.若E1>E2,d1=d2,則上方微粒的比荷較小8.(多項(xiàng)選擇)[2017·成都經(jīng)開區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診]如圖K218所示,圓滑絕緣的水平面內(nèi)存在場(chǎng)強(qiáng)為E的-勻強(qiáng)電場(chǎng),長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣的圓滑擋板AC與電場(chǎng)方向的夾角為30°.現(xiàn)有質(zhì)量相等、所帶電荷量均為Q的甲、乙兩個(gè)帶電體從A處出發(fā),甲由靜止開釋后沿AC滑動(dòng),乙垂直于電場(chǎng)方向以必定的初速度開始運(yùn)動(dòng),若甲、乙兩個(gè)帶電體都經(jīng)過C處,則甲、乙兩個(gè)帶電體( )3圖K21-8A.發(fā)生的位移相等B.經(jīng)過C處時(shí)的速度大小相等C.電勢(shì)能減少許都為EQLD.從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間之比為∶19.[2017·甘肅二診]如圖K21-9所示,靜止于A處的離子經(jīng)電壓為U的加快電場(chǎng)加快后沿圖中半圓弧虛線所示的軌跡經(jīng)過靜電剖析器,從P點(diǎn)垂直于CN進(jìn)入矩形地區(qū)內(nèi)的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左.靜電剖析器通道內(nèi)有平均、輻向散布的電場(chǎng),已知圓弧軌跡所在處的場(chǎng)強(qiáng)盛小都為0,方向沿圓弧軌跡半徑指向圓心,離子質(zhì)量為、電荷量為,2、3,離子重力不計(jì).EOmqQN=dPN=d(1)求離子經(jīng)過靜電剖析器時(shí)的圓弧軌跡的半徑;R若離子恰巧能打在QN的中點(diǎn)上,求矩形地區(qū)QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E.圖K21-94挑戰(zhàn)自我10.(多項(xiàng)選擇)[2018·江西師大附中月考]如圖K21-10所示,直流電源、滑動(dòng)變阻器、平行板電容器與理想二極管(正向電阻為0,反向電阻為∞)連結(jié),電源負(fù)極接地.開始時(shí)電容器不帶電,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)固后,一帶電油滴恰能在電容器中的P點(diǎn)保持靜止.在保持開關(guān)S接通的狀態(tài)下,以下說法中正確的是( )圖K21-10A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí),帶電油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)電容器的上極板向上挪動(dòng)時(shí),帶電油滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)電容器的下極板向下挪動(dòng)時(shí),P點(diǎn)的電勢(shì)不變D.當(dāng)電容器的下極板向左挪動(dòng)時(shí),P點(diǎn)的電勢(shì)高升11.在真空中水平擱置的平行板電容器的兩極板間有一個(gè)帶電油滴,電容器兩板間距為d,當(dāng)平行板電容器兩板間的電壓為U0時(shí),油滴保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖K21-11所示.當(dāng)給電容器忽然充電使其電壓增加U1時(shí),油滴開始向上運(yùn)動(dòng);經(jīng)時(shí)間t后,電容器忽然放電使其電壓減少U2,又經(jīng)過時(shí)間t,油滴恰巧回到本來地點(diǎn).假定油滴在運(yùn)動(dòng)過程中沒有失掉電荷,充電和放電的過程均很短暫,這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽視不計(jì).重力加快度為g.求:(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比;(2)第一個(gè)t與第二個(gè)t時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加快度大小之比;(3)U1與U2之比.圖K21-115課時(shí)作業(yè)(二十一)1.B[分析]55=1.7F,B正確.依據(jù)題意可得Q=5×10C,U=3×10V,依據(jù)C=2.A[分析]插入一個(gè)帶有必定厚度的金屬板,相當(dāng)于極板間的距離變小,依據(jù)電容的決定式C=,可知電容增大,又因電勢(shì)差不變,則由Q=CU知,電容器的電荷量增大,電路中流過逆時(shí)針方向的短暫電流,故A正確,B錯(cuò)誤;電勢(shì)差不變,d減小,則電場(chǎng)強(qiáng)度增大,帶電液滴所受的電場(chǎng)力增大,使帶電液滴向上做加快運(yùn)動(dòng),故C、D錯(cuò)誤.63.C[分析]當(dāng)負(fù)極板右移時(shí),兩板之間的距離d減小,由C=可知,C與x的關(guān)系圖像不是一次函數(shù)圖像,故A錯(cuò)誤;由U=可知,U=,則E=,故E與兩板之間的距離(或x)沒關(guān),Qd故B錯(cuò)誤;因負(fù)極板接地,設(shè)P點(diǎn)本來與負(fù)極板之間的距離為l,則P點(diǎn)的電勢(shì)φ=E(l-x),故C正確;電勢(shì)能E=φq=Eq(l-x),不行能為水平線,故D錯(cuò)誤.p4.BD[分析]在粒子恰巧抵達(dá)N板的過程中,由動(dòng)能定理得-qEd=0-,解得d=,設(shè)帶電粒子走開板的最遠(yuǎn)距離為x,若使初速度減小為本來的,則x=,A錯(cuò)誤;若使、N間的電壓提高到原MM來的2倍,則電場(chǎng)強(qiáng)度變成本來的2倍,x=,B正確;若使M、N間的電壓提高到本來的4倍,則電場(chǎng)強(qiáng)度變成本來的4倍,x=,C錯(cuò)誤;若使初速度和M、N間的電壓都減小為本來的,則電場(chǎng)強(qiáng)度變成本來的一半,x=,D正確.5.D[分析]粒子在加快電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),有1,在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),有0,y=2,解Uq=x=vtt得2,若保持2和平行板間距不變,減小1,則x減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若保持1和平行板間距不x=UUU變,增大U2,則x減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若保持U1、U2和下板的地點(diǎn)不變,向下平移上板,則d減小,x減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;保持U、U和下板地點(diǎn)不變,向上平移上板,則d變大,x變大,應(yīng)選項(xiàng)D正確.126.B[分析]依據(jù)C=,將A板向上平移一小段距離,間距d增大,其余條件不變,則致使電容變小,故A錯(cuò)誤;在A板上移過程中,電容減小,又因?yàn)闃O板間的電壓不變,則電容器的電荷量減小,所以電容器處于放電狀態(tài),電阻R中有向上的電流,故B正確;依據(jù)E=,因?yàn)殚g距d增大,而電壓U不變,所以A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小,故C錯(cuò)誤;因場(chǎng)強(qiáng)變小,致使P點(diǎn)與B板間的電勢(shì)差減小,因B板接地,電勢(shì)為零,可知P點(diǎn)電勢(shì)降低,故D錯(cuò)誤.7.D[分析]依據(jù)兩微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,二者所受的電場(chǎng)力方向相反,而電場(chǎng)強(qiáng)度的方向同樣,因此兩微粒的電性相反,故A正確;若兩微粒的初速度同樣,依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,它們?cè)谒椒较蛏献鰟蛩龠\(yùn)動(dòng),所以抵達(dá)金屬網(wǎng)所用的時(shí)間同樣,故B正確;依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,在豎直方向有7d=,若不改變其余物理量,僅將E1和d1同時(shí)減半,則兩微粒在水平方向上的位移仍相等,所以還能訂交于同一點(diǎn),故C正確;若E1>E2,d1=d2,依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,在豎直方向有d=,因?yàn)閮闪Ｗ拥某跛俣炔槐囟ㄍ瑯?則上方微粒的比荷不必定較小,故D錯(cuò)誤.8.AC[分析]因?yàn)閮蓭щ婓w起點(diǎn)和終點(diǎn)同樣,故發(fā)生的位移必定同樣,A正確;電勢(shì)能的減少許等于電場(chǎng)力所做的功,電場(chǎng)力做功都為W=EQLcos30°=EQL,C正確;因?yàn)閮蓭щ婓w初速度不一樣,但電場(chǎng)力做功同樣,故抵達(dá)C點(diǎn)的速度大小不相等,B錯(cuò)誤;甲從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t甲=,乙從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t乙=,則甲、乙從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間之比為2∶,D錯(cuò)誤.9.(1)(2)[分析](1)離子在加快電場(chǎng)中加快,依據(jù)動(dòng)能定理得2qU=mv離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)力供給向心力,依據(jù)牛頓第二定律得qE0=m解得R=.離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),依據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得=vtPN=at2由牛頓第二定律得qE=ma解得E=.810.AD[分析]當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí),變阻器有效阻值增大,R的電壓增大,則電容器板間電壓增大,場(chǎng)強(qiáng)增大,油滴所受的電場(chǎng)力增大,所以帶電油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng),A正確;當(dāng)電容器的上極板向上挪動(dòng)時(shí),由電容的決定式C=知,電容減小,而電容器的電壓不變,由C=知,減小,電容Q器放電,因?yàn)槎O管擁有單導(dǎo)游電性,電容器不可以放電,則電容器帶的電荷量Q不變,依據(jù)E=可知電容器板間場(chǎng)強(qiáng)不變,油滴所受的電場(chǎng)力不變,所以帶電油滴仍靜止不動(dòng),B錯(cuò)誤;當(dāng)電容器的下極板向下挪動(dòng)時(shí),電容器所帶的電荷量Q不變,由E=知,電容器板間場(chǎng)強(qiáng)不變,由U=Ed知,P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差變大,故P點(diǎn)的電勢(shì)高升,C錯(cuò)誤;當(dāng)電容器的下極板向左挪動(dòng)時(shí),由C=知,電容器的電容減小,由C=知,Q減小,電容器放電,因?yàn)槎O管擁有單導(dǎo)游電性,電容器不可以放電,則電容器帶的電荷量不變,故極板間電壓U增大,由E=知,電容器板間場(chǎng)強(qiáng)變大,則P與下極板間的電