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1、2019 版物理二轮练习精练精析6.3 电容器与电容、带电粒子在电场中的运动2注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料， 明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息， 建议考生答题时用笔将重点勾画出来， 方便反复细读。 只有经过仔细推敲， 揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。1.(2018 聊城模拟 ) 板间距为 d
2、 的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1 ，板间场强为 E1. 现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为 1 d2, 其他条件不变 , 这时两极板间电势差为U2, 板间场强为 E2, 以下说法正确的选项是().U =U,E =EB.U =2U,E =4E21212121C.U2=U1,E 2 =2E1D.U2=2U1,E 2=2E12. 如下图 , 平行板电容器 、B间有一带电油滴 P 正好静止在极板正中间，现将 B 极板匀速向下移动到虚线位置， 其他条件不变 . 那么在 B 极板移动的过程中 (). 油滴将向下做匀加速运动B. 电流计中电流由b 流向 aC.油滴运动的加速度逐
3、渐变大D.极板带的电荷量减少3.(2018 杭州模拟 ) 如下图，长为 L、倾角为 的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中. 一电荷量为 +q, 质量为 m的小球 , 以初速度 v0由斜面底端的 M点沿斜面上滑 , 到达斜面顶端 N的速度仍为 v0, 那么 (). 电场强度等于 mgtan /qB. 电场强度等于 mgsin /qC.M、N两点的电势差为mgL/qD.小球在 N点的电势能大于在M点的电势能4. 两块平行金属板 M、N水平放置，带电情况如下图，其内部空间有两个悬浮着的小带电液滴 和 B，采用以下哪些办法可使液滴向上做加速运动 (). 使两板靠近一些B. 使两板左、右错开一些C.用
4、导线将两板连接一下D.使 和 B粘合在一起5. 如下图，质量为 m、带电量为 q 的粒子，以初速度 v0 从 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中 B 点时，速率 vB=2v0，方向与电场的方向一致，那么 、B 两点的电势差为 (). mv 02B. 3mv 022qqC. 2mv 02D. 3mv 02q2q6.(2018 茂名模拟 ) 真空中的某装置如下图， 现有质子、氘核和 粒子都从 O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点 ( 质子、氘核和 粒子质量之比为 124，电量之比为 112，重力不计 ).
5、以下说法中正确的选项是 (). 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为211B. 三种粒子出偏转电场时的速度相同C.在荧光屏上将只出现1 个亮点D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1227.(2018 济宁模拟 ) 如图，板的电势 U =0，B 板的电势 UB 随时间的变化规律如下图 . 电子只受电场力的作用, 且初速度为零 ( 设两板间距足够大 ), 那么 (). 假设电子是在 t=0 时刻进入的 , 它将一直向 B 板运动B. 假设电子是在 t=0 时刻进入的 , 它将时而向 B板运动 , 时而向 板运动, 最后打在 B 板上C.假设电子是在 t=T/8 时刻进入的 , 它将时而向 B板运
6、动 , 时而向板运动 , 最后打在 B 板上D.假设电子是在 t=T/4 时刻进入的 , 它将时而向 B板运动，时而向板运动8.(2018 泰州模拟 ) 某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场. 当在该空间内建立如下图的坐标系后 , 在 x 轴上的 P 点沿 Y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子 ( 粒子重力不计 ) ，由于粒子的入射速率 v(v0) 不同，有的粒子将在电场中直接通过Y 轴，有的将穿出电场后再通过Y轴. 设粒子通过 Y轴时 , 离坐标原点的距离为h, 从 P 到 Y 轴所需的时间为t 0，那么 (). 由题中条件可以判断出粒子的带电性
7、质B. 对 hd 的粒子 ,h 越大 ,t 0 越大C.对 hd 的粒子 , 在时间 t 0 内, 电场力对粒子做的功不相等D.对 hd 的粒子 ,h 越大的粒子 , 电场力对粒子做的功越大【二】计算题 ( 本大题共 2 小题，共 28 分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(2018 临沂模拟 )(14 分) 如下图 , 空间存在着电场强度为E=2.5102N/C、方向竖直向上的匀强电场, 一长为 L=0.5m 的绝缘细线 , 一端固定在 O点, 一端拴着质量 m=0.5kg、电荷量q=410-2 C 的小球 . 现将细线拉直到水平位置 , 使小球由静止释放 , 那么
8、小球能运动到最高点 . 不计阻力 , 取 g=10m/s2, 求 :(1) 小球的电性 ;(2) 细线在最高点受到的拉力 ;(3) 假设小球刚好运动到最高点时细线断裂 , 那么细线断裂后小球继续运动到与 O点水平方向距离为细线的长度 L 时, 小球距 O点的高度 .10.(2018 南昌模拟 )(14 分) 如下图，在 xOy坐标系中，两平行金属板如图放置， OD与 x 轴重合，板的左端与原点 O重合，板长 L=2m，板间距离 d=1m，紧靠极板右侧有一荧光屏 . 两金属板间电压 U O随时间的变化规律如图所示，变化周期为 T=210-3 s,U 0=103V,t=0 时刻一带正电的粒子从左上
9、角 点，以平行于 B 边 v0=1000m/s 的速度射入-5-7板间，粒子电量为q=110 C,质量 m=110 kg. 不计粒子所受重力 .(1) 粒子在板间运动的时间；(2) 粒子打到荧光屏上的纵坐标；(3) 粒子打到屏上的动能 .答案解析1. 【解析】选 C.由rS可知 ,C=2C, 又 Q=CU,2Q=CU , 故得 U=U,C21112214 kd又由U 可得 :E =2E,C 正确 .21Ed2. 【解析】选 C、D. 由CrS4 kd可知 ,d 增大，电容器电容C 减小，由Q=CU可知，电容器的电荷量减少，电容器放电，电流由a 流向 b，D正确， B 错误；由U 可知，在 B
10、板下移过程中，两板间场强逐渐Ed减小，由 mg-Eq=ma可知油滴运动的加速度逐渐变大，C 正确， 错误 .【总结提升】含容电路的分析方法(1) 先确定出电容器的不变量 (U 或 Q).(2) 根据给出的变量，判断出会引起哪些量变化 .(3) 电路中有电流出现的条件是电容器所带的电量Q发生变化 .(4) 根据电容器带正电的极板上电荷的增、减情况确定出充、放电时电路中电流的方向 .3. 【解析】选 . 小球受到重力、电场力、支持力三个恒力作用 , 一定沿斜面匀速运动，必有mgsin=Eqcos, 解得：mgtan , 正确，EqB错误； U MN E LcosmgLsin，C错误；因电场力对小球
11、做正功，q小球的电势能减少，故小球在N点的电势能小于在 M点的电势能， D错误 .【变式备选】如下图，在绝缘的斜面上方， 存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上， 斜面上的带电金属块在平行于斜面的力 F 作用下沿斜面移动 . 金属块在移动的过程中，力 F 做功 32J，金属块克服电场力做功 8J，金属块克服摩擦力做功 16J，重力势能增加 18J，那么在此过程中金属块的 (). 动能减少 10JB. 电势能增加 24JC.机械能减少 24JD.内能增加 16J【解析】选 、D.由动能定理可知k正确；E =32J-8J-16J-18J=-10J,克服电场力做功为8J，那么电势能增加 8J,B 错
12、误；机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为E=32J-8J-16J=8J,C错误；物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功，D正确 .4.【解析】选 B.、B两液滴处于静止状态， 必有 Eq Am A g, Eq Bm B g ,两液滴粘合在一起后，那么有E qAqmAmBg , 一定还静止， DB错误；用导线将两板连接一下， 电场减弱或消失， 那么两液滴向下加速运动， C 错误；将两板靠近，两板间场强不变，电场力不变，液滴仍静止，故错；两板左、右错开一些，使板间场强增大，故两液滴将向上加速运动，故B 正确 .5. 【解析】选 C.带电粒子在竖直方向只受重力作用，设粒子由到 B的
13、时间为 t ，那么有 0-v 0=-gt. 水平方向，粒子只受电场力作用， Eq=ma，v =at ，可得： a=2g,BEq=2mg,1at22mv 02 ，故 C正确 .U AB E dEq26.【解析】选 C.由U 1q12 , 得：v v v211, 再由l 可得：mv0010203t2v0t1t 2t3 1 2 2 ,错误；由y1 U 0q l 2U 0l 2 可知，三种粒子从偏转2 dm v024dU1电场同一点射出，且速度方向相同，故一定打在屏上的同一点，C正确；由 1 mv 2U1qU 0 q y 可得：v(2U 12U 0 y)q ，因 q 不同，故三2ddmm种粒子出偏转电
14、场的速度不相同，B 错误；由偏转电场对三种粒子做的功为W电U 0q y可知， W电 1W电 2W电 3=112，D 错误 .d7. 【解题指南】 解答此题时应注意不同时刻进入两板之间时， 其运动情况是不一样的， 运动方向可能不变， 也可能做往复运动， 因此要根据电子进入电场的时刻来进行分析 .【解析】选、C、D.假设电子在 t=0 时刻进入板间电场，电子将在一个周期内先做匀加速运动后做匀减速运动，以后沿同一方向重复这种运动，直到碰到 B 板，故 正确， B 错误；假设电子在T 时刻进t4入，由对称性可知，电子将在板间做往复运动，D正确；假设电子在T 时刻进入板间，那么电子在前6 内向 B 板运
15、动，后 2内向 板tT8T88运动，以后重复这种运动，直到碰到B 板，故 C正确 .8. 【解析】选 . 因粒子重力不计 , 粒子沿竖直方向做匀速直线运动 ,沿水平方向 , 在电场中向左偏转 , 说明粒子带正电 ,正确 .对 hd 的粒子 , 由1 Eq 2 可知 , 粒子射入电场后到 Y 轴的时间 t均相同 , 电x Pt02 m场力做功 W电=EqxP 也相同，故 B、C均错误；对 hd 的粒子， h 越大的粒子，其初速度越大， 在电场区域偏转的位移越小， 电场力做功也越小，故 D 错误 .9. 【解析】 (1) 由小球运动到最高点可知 , 小球带正电 .(2 分)(2) 设小球运动到最高
16、点时速度为 v, 对该过程由动能定理有qE mg L1 mv22 (2 分)在最高点对小球由牛顿第二定律得FTmgqEm v2L (2 分)由式解得 ,F T=15N(1 分)(3) 小球在细线断裂后 , 在竖直方向的加速度设为 a, 由牛顿第二定律得qE-mg=ma (2 分)设小球在水平方向运动L 的过程中 , 历时 t, 那么 L=vt(1分)设竖直方向上的位移为x, 那么1 at2x2(2分)由解得 ,x=0.125m(1 分 )小球距 O点高度为 x+L=0.625m.(1 分)答案 :(1)带正电(2)15N(3)0.625m10. 【解析】 (1)粒子在板间沿 x 轴匀速运动，设运动时间为 t,L=v t0(2 分)tL210 3 sv 0(1 分)(2) 设 t=0 时刻射入的粒子在板间偏转量最大为 y1y11 a( T ) 2 (a T ) T2222(2 分)U 0qmad(1 分)解得 y1=0.15m(1 分)纵坐标 y=d-y 1=0.85m(1 分)(3) 粒子出射时的动能，由动能定理得：U 0 qy 21 mv21 mv02d22(3 分 )y21 a( T )222(2 分)1 mv 25.05 10 2 J2(1 分 )答案： (1)2 10-3 s(2)0.85m(3)5.05 10-2 J