2019版《提分宝典》高考物理总复习练习:第23课 电容器 带电粒子在电场中的运动 Word版含解析.docx
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1、第23课 电容器带电粒子在电场中的运动23平行板电容器 带电粒子在匀强磁场中的运动1平行板电容器的动态分析aU不变时电容器的动态分析(1)(经典题,6分)某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动,在P、Q间距增大过程中()AP、Q构成的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变CM点的电势比N点的低DM点的电势比N点的高答案:D解析:电容式话筒与电源串联,电压保持不变。在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式C得电容减小,又根据电容定义式C得电容器所带电量减小,电容器的放电电流通过R的方向由M到N,所以M点的电势比N点的高。故A
2、项、B项、C项均错误,D项正确。(2)(2017海南单科,4分)如图所示,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态。现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动。关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是()AF逐渐减小,T逐渐减小BF逐渐增大,T逐渐减小CF逐渐减小,T逐渐增大DF逐渐增大,T逐渐增大答案:A解析:电容器与电源相连,所以两极板间电势差不变,将左极板向左缓慢移动的过程中,两板间距离增大,则由UEd可知,电场强度E减小;电场力FEq减小;小球处于平衡状态,受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡,故拉力与电
3、场力和重力的合力大小相等,方向相反;根据平行四边形定则可知,T;由于重力不变,电场力变小,故拉力变小,故A项正确,B项、C项、D项均错误。bQ不变时电容器的动态分析(3)(2016天津理综,6分)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A增大,E增大B增大,Ep不变C减小,Ep增大D减小,E不变答案:D解析: 保持下极板不动,上极板向下移动一小段距离后,由C可知,电容
4、器的电容变大,由于Q不变,由C可知U减小,故静电计的指针偏角变小。电场强度E不变;由于下极板不动,可知P点离下极板的距离不变,又E不变,则P点与下极板的电势差不变,P点电势不变,则点电荷在P点的电势能Ep不变, 故A项、B项、C项均错误,D项正确。2带电粒子在匀强电场中的运动a从动力学和能的角度分析带电粒子的直线运动(4)(2015海南单科,3分)如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。若两粒子
5、间相互作用力可忽略。不计重力,则Mm为()A32 B21 C52 D31答案: A解析:根据题意,两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面,所以q的位移为xMl,而q的位移为xm lll。粒子只受到电场力的作用做初速度为0的匀加速直线运动,设电场强度为E,由牛顿第二定律得aM,am。又由xat2,并且两粒子的运动时间t相同,得,故A项正确。(5)(经典题,20分)静电场方向平行于x轴,其电势随x的分布可简化为如图所示的折线,图中0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x0为中心,沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为q,其动能与电势能之和为A(0A0)的带电小球M、N先后以
6、相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:M与N在电场中沿水平方向的位移之比;A点距电场上边界的高度;该电场的电场强度大小。答案:31(7分)H(10分) (3分)解析:设带电小球M、N抛出的初速度均为v0,则它们进入电场时的水平速度仍为v0。两球质量、电量均相同,电场力作用下产生的加速度大小相等均为a,沿水平方向。M在电场中水平方向上做匀加速直线运动,N在电场中水平方向上做匀减速直线运动,设沿水平方
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