2021版高考物理一轮复习课时规范练24电容器带电粒子在电场中的运动含解析

2021版高考物理一轮复习课时规范练24电容器带电粒子在电场中的运动含解析

课时规范练24　电容器　带电粒子在电场中的运动 ‎1.(多选)(电容动态变化　传感器)(2019·江西赣州月考)如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为θ,则被测物体(　　)‎ A.向左移动时,U增加 B.向右移动时,θ增加 C.向左移动时,U减少 D.向右移动时,θ减少 ‎2.‎ ‎(多选)(电容动态变化　静电计)(2019·四川宜宾模拟)某实验小组用图示装置探究影响平行板电容器电容的因素。若两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,假定极板所带电荷量不变,下列判断中正确的是(　　)‎ A.保持S不变,增大d,则C变小,θ变大 B.保持S不变,增大d,则C变大,θ变小 C.保持d不变,减小S,则C变小,θ变大 D.保持d不变,减小S,则C变大,θ变小 ‎3.‎ 9‎ ‎(多选)(2018·全国卷Ⅲ)如图,一平行板电容器连接在流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动。在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是(　　)‎ A.a的质量比b的大 B.在t时刻,a的动能比b的大 C.在t时刻,a和b的电势能相等 D.在t时刻,a和b的动量大小相等 ‎4.‎ ‎(多选)(带电粒子在电场中偏转)(2019·河南二七区期中)如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么(　　)‎ A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B.三种粒子打到屏上时的速度一样大 C.三种粒子运动到屏上所用时间相同 D.三种粒子一定打到屏上的同一位置 ‎5.‎ ‎(带电粒子在电场中偏转)(2019·安徽合肥模拟)如图所示,平行板电容器A、B两极板水平放置,将其和二极管串联接在电源上,已知A板和电源正极相连,二极管具有单向导电性。一带负电小球从A、B 9‎ 间的某一固定点水平射入,打在B板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下平移A板来改变两板间距,则下列说法正确的是(　　)‎ A.当A、B间距增大时,小球可能打在N点的左侧 B.当A、B间距减小时,小球可能打在N点的左侧 C.当A、B间距减小时,电场力对小球做功不变 D.当A、B间距增大时,电场力对小球做功不变 ‎6.‎ ‎(多选)(带电粒子在电场中偏转)(2019·江西南昌三模)如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场E,M点与N点在同一电场线上。两个质量相等的带正电荷的粒子,以相同的速度v0分别从M点和N点同时垂直进入电场,不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。已知两粒子都能经过P点,在此过程中,下列说法正确的是(　　)‎ A.从M点进入的粒子先到达P点 B.从M点进入的粒子电荷量较小 C.从M点进入的粒子动量变化较大 D.从M点进入的粒子电势能变化较小 素养综合练 ‎7.‎ 9‎ ‎(2019·江苏南京模拟)测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示,置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N,并分别与电压为U的恒定电源两极相连,板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落,已知元电荷为e、重力加速度为g,则(　　)‎ A.油滴中电子的数目为mgdU B.油滴从小孔运动至N过程中,电势能增加mgd C.油滴从小孔运动至N过程中,机械能增加eU D.若将极板M向下缓慢移动一小段距离,油滴将加速下降 ‎8.‎ ‎(2019·云南昆明模拟)如图所示,平行板电容器两极板接在电源两端,且倾斜放置。一带电小球从A端水平射入,能沿水平直线AB运动,则(　　)‎ A.小球的电势能将减小 B.小球一定带正电 C.若断开开关S,把B板拉开一段距离到图中虚线位置,小球仍做直线运动 D.若始终闭合S,把B板拉开一段距离到图中虚线位置,小球仍做直线运动 ‎9.(2019·江苏盐城模拟)如图所示,带正电的A球固定,质量为m、电荷量为+q的粒子B从a处以速度v0射向A,虚线abc是B运动的一段轨迹,b点距离A最近,粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计,则(　　)‎ A.粒子从a运动到b的过程中动能不断增大 9‎ B.粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大 C.可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差 D.可求出A产生的电场中b点的电场强度大小 ‎10.如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P'点,则由O点静止释放的电子(　　)‎ A.运动到P点返回 B.运动到P和P'点之间返回 C.运动到P'点返回 D.穿过P'点 ‎11.‎ ‎(2019·河北永年区月考)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A、B两点,其中A点坐标为(6 cm,0),B点坐标为(0,‎3‎ cm),坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为8 V,点B处的电势为4 V。现有一带电粒子从坐标原点O处沿电势为0的等势线方向以速度v=4×105 m/s射入电场,粒子运动时恰好通过B点,不计粒子所受重力,求:‎ ‎(1)图中C处(3 cm,0)的电势;‎ ‎(2)匀强电场的电场强度大小;‎ ‎(3)带电粒子的比荷qm。‎ 9‎ 参考答案 课时规范练24　电容器　带电粒子在电场中的运动 ‎1.BC　根据公式C=εrS‎4πkd,可知当被测物体带动电介质板向左移动时,导致两极板间电介质增加,则电容C增加,由公式C=QU可知电荷量Q不变时,U减少,则θ减少,故A错误,C正确;由公式C=εrS‎4πkd,可知当被测物体带动电介质板向右移动时,导致两极板间电介质减少,则电容C减少,由公式C=QU可知电荷量Q不变时,U增加,则θ增加,故B正确,D错误。故选BC。‎ ‎2.AC　根据电容的决定式C=εrS‎4πkd得知,电容与极板间距离成反比,当保持S不变,增大d时,电容减小,因极板所带电荷量Q不变,由电容的定义式C=QU,分析可知板间电势差增大,静电计指针的偏角θ变大,故A正确,B错误;根据电容的决定式C=εrS‎4πkd得知,电容与极板的正对面积成正比,当保持d不变,减小S时,电容C减小,极板所带电荷量Q不变,则由电容的定义式C=QU,可知板间电势差U增大,静电计指针的偏角θ变大,故C正确,D错误。故选AC。‎ ‎3.BD　根据题意可知竖直方向上的位移关系xa>xb,根据x=‎1‎‎2‎at2和a=qEm,联立可得x=‎1‎‎2‎‎·‎qEm·t2,质量和位移成反比,所以a的质量小于b的质量,A选项错误;根据动能定理qEx=‎1‎‎2‎mv2-‎ 9‎ ‎0,动能大小与位移成正比,B选项正确;t时刻,a和b位于同一等势面上,但是带电性质不同,所以电势能不相等,C选项错误;根据动量定理得,qEt=mv-0,所以动量大小相等,D选项正确。‎ ‎4.AD　带电粒子在电场E1中加速,由动能定理,qU1=‎1‎‎2‎mv2,解得v=‎2qU‎1‎m,进入电场线竖直向下的匀强电场E2中做类平抛运动,L=vt,y=‎1‎‎2‎at2,qE2=ma,联立解得y=E‎2‎L‎2‎‎4‎U‎1‎,偏转电场E2对三种粒子做功W=qE2y=qE‎2‎‎2‎L‎2‎‎4‎U‎1‎,与粒子质量无关,所以偏转电场E2对三种粒子做功一样多,选项A正确;三种粒子打到屏上时的水平速度‎2qU‎1‎m不一样大,竖直速度at不一样大,所以三种粒子打到屏上时的速度不一样大,选项B错误;三种粒子运动到屏上所用时间不相同,选项C错误;由于y=E‎2‎L‎2‎‎4‎U‎1‎与粒子质量无关,三种粒子电荷量相同,所以三种粒子电荷量一定打到屏上的同一位置,选项D正确。‎ ‎5.D　当AB间距d增大时,电容减小,但Q不可能减小,所以Q不变,根据E=Ud‎=QCd=‎QεrS‎4πk知E不变,所以电场力不变,小球仍然打在N点,运动轨迹不变,所以电场力做功也不变,故A错误,D正确;当A、B间距减小时,电容增大,电容器充电,平行板间的电压不变,根据E=Ud可知电场强度变大,由于电荷带负电,受到向上的电场力,所以小球运动的加速度会变小,则在平行板间运动的时间会变长,所以水平位移也将变大,应该落在N点的右侧,并且随着电场力的增大,则电场力做功也将变大,故B、C错误。‎ ‎6.BD　两粒子进入电场后做类平抛运动,因为重力不计,竖直方向匀速运动,水平向左匀加速运动,因为两粒子竖直方向的位移相同,速度相同,所以达到P点的时间相同,故A错误;水平向左匀加速,根据x=‎1‎‎2‎at2和a=qEm以及xM

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