高考物理總復(fù)習(xí) 6.3電容器與電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考題演練（含解析）試題

1.(2013·廣東高考)噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖所示,重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場(chǎng)中()A.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B.電勢(shì)能逐漸增大C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)【解析】選C。微滴帶負(fù)電,進(jìn)入電場(chǎng),受電場(chǎng)力向上,應(yīng)向正極板偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,B錯(cuò)誤;微滴在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),沿v方向：x=vt,沿電場(chǎng)方向：y=at2,又a=,得y=x2,即微滴運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線,且運(yùn)動(dòng)軌跡與電荷量有關(guān),C正確、D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該粒子()A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 B.電勢(shì)能逐漸增加C.動(dòng)能逐漸增加 D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)由直線運(yùn)動(dòng)的條件分析帶電粒子的受力情況,并確定運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。(2)由動(dòng)能定理分析能量的變化情況?！窘馕觥窟xB、D。分析帶電粒子的受力情況,畫(huà)出其受力圖如圖所示?？梢钥闯銎浜狭Ψ较蚺c其速度方向相反。所以,帶電粒子在電場(chǎng)中做勻減速運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)力做負(fù)功,重力不做功,動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、D正確。3.一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是()A.C和U均增大 B.C增大,U減小C.C減小,U增大 D.C和U均減小【解析】選B。由C=知,S和d不變,插入電介質(zhì)時(shí),εr增大,電容增大,由C=可知：Q不變時(shí),C增大,則兩板間的電勢(shì)差U一定減小,故選B。4.美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)研究平行板間懸浮不動(dòng)的帶電油滴,比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量。如圖,平行板電容器兩極板M、N相距d,兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接,極板M帶正電?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài),且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k,則()A.油滴帶正電B.油滴帶電荷量為C.電容器的電容為D.將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離,油滴將向上運(yùn)動(dòng)【解析】選C。由題意知油滴受到的電場(chǎng)力豎直向上,又上極板帶正電,故油滴帶負(fù)電荷,設(shè)油滴帶電荷量為q,則極板帶電荷量為Q=kq,由于qE=mg,E=,C=,解得q=,C=,將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離,U不變,d增大,則場(chǎng)強(qiáng)E減小,重力將大于電場(chǎng)力,油滴將向下運(yùn)動(dòng),只有選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)。5.(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場(chǎng)方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場(chǎng)方向平行。一電荷為q(q>0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能?！窘馕觥吭O(shè)電荷質(zhì)量為m,經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)速度大小為va和vb,由牛頓第二定律有Na+qE=m ①Nb-qE=m ②經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能分別為Eka和Ekb,Eka=m ③Ekb=m ④從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程用動(dòng)能定理有Ekb-Eka=2rqE