2019版高考物理一轮复习第七章静电场课后分级演练22电容器带电粒子在电场中的运动.doc.pdf
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1、课后分级演练(二十二)电容器带电粒子在电场中的运动 【A 级一一基础练】 1.煤矿渗水会造成严重安全事故, 2011 年 11 月 13 日凌晨 0 时 10 分,廿肃省白银市景泰县通达煤矿发生透水事故,当时井下作业人员 11 名,其中 4 人泅水脱险, 7 人被困 . 利用传感电容器可检测矿井渗水,发 出安全警报,从而避免事故的发生. 如图所示是一种通过测量电容器电容 的变化來检测液面高低的仪器原理图,川为固定的导体芯, 为导体芯 外 面的一层绝缘物质, C 为导电液体,把仪器接到图示电路中,已知灵敏电流表的指针偏转方向 与电流方向的关系为: 电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转. 当
2、发现指针向 右偏转吋, 导电液体深度力的变化为() A.力正在增大B.力正在减小 C.力不变D.无法确定 解析: B 本题考查电容的定义式、决定式和电容的动态变化问题,意在考查考生对电容定 义式和决定式的理解能力、对动态变化问题的分析判断能力. 电容器保持与电源连接, 电路稳定 时,电容器两端电压不变,灵敏电流表指针向右偏转,说明电流由右向左通过电源, 说明电容器 在放电,即电荷量减小,由电容的定义式可知,电容器的电容减小,由电 容的决定式 ?可知,电容器两极板的正对面积减小,即说明导电液体深度力减小,B 4 只 kd 项正确 . 2.如图所示,不带电的金属球昇固定在绝缘底座上,它的正上方有点
3、,该处有带电液滴 不断地自静止开始落下,液滴到达力球后将电荷量全部传给力球,设前一液滴到达力 球后,后一液滴才开始下落,不计空气阻力和下落液滴之间的影响,则下列叙述中正 确的是() A. 第一滴液滴做自由落体运动,以后液滴做变加速运动,都能到达力球 B. 当液滴下落到重力与电场力大小相等的位置时,开始做匀速运动 C. 所有液滴下落过程所能达到的最大动能不相等 D. 所有液滴下落过程中电场力做功相等 解析: C第一滴液滴下落吋,只受重力,所以做自由落体运动,以后的液滴在下落过程中, 将受电场力作用,且在靠近/ 的过程中电场力变大,所以做变加速运动,当力电荷量较大时,使 得液滴所受的电场力大于重力
4、时,液滴有可能不能到达/ 球,所以 A 错误;当液 滴下落到重力与 电场力大小相等的位置时,液滴向下运动速度最大,再向下运动重力将小于电场力,所以不会 做匀速运动,故B 错误;每滴液滴在下落过程中力所带的电荷量不同,故下落液滴动能最大的 位置不同,此时合外力做功不同,最大动能不相等,所以C 正确;每滴 I I I 液滴在下落过程屮zl 所带的电荷量不同, 液滴所受的电场力不同 . 电场力做功不同, 所以 D 错误. 3. (2017 ?衡水调研) 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地 . 两板间有一个正检 验电荷固定在 P 点,如图所示,以C 表示电容器的电容、 F 表示两板间的场强、
5、0 表示 P 点的电 势,表示正电荷在P 点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离厶的 过程中,各物理量与负极板移动距离/ 的关系图象中正确的是() CE 1 11 0 4 A cos 45 , &)= 尹说,联立得 =京 9.(多选)在电场方向水平向右的匀强电场屮,一- 带电小球从弭点竖 直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动的轨迹上久两点在同- ? 水平线上,财为轨迹的最高点,小球抛出时的动能为8 J, 在点的动能为6 J, 不计空气的阻力,则下列判断正确的是() A. 小球水平位移山与曲的比值为1 : 3 故选项 B 正确. B. 小球水平位移嵐与曲的比值为1 :
6、 4 C. 小球落到点时的动能为32 J D. 小球从 / 点运动到点的过程中最小动能为6 J 解析: AC 小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动,小球在竖直方向上升和下落的时间 相同,由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移: %2=1 : 3,选项 A 正确, 选项 B 错误; 设小球在财点时的水平分速度为则小球在点时的水平分速度为2 叭,根 据题意有如说 =8J, 戒=6J,因而在点时小球的动能为皿=*加 2=32 J, 选项 C 正确;由题意知,小球受到的合外力为重力与电场力的合力,为恒力,小球在力点吋, F 合与速度之间的夹角为钝角,小球在财点吋,速度与F 合之间的夹角为锐角,
7、即F 合对小球 先 做负功再做正功,由动能定理知,小球从力到过程中,动能先减小后增大,小球从M 到的过 程屮,合外力一直做正功,动能一直增大,故小球从/ 运动到的过程屮最小动能一定小于 6 J, 选项 D 错误. 10. 如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为弘, 电容器板长和板间距离均为A=10cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是力 =10 cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随吋间变化的图象如图乙所示.( 每 个电子穿过平行板的时I可都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的) 求: (1) 在t=0. 06 s 时刻,电子打
8、在荧光屏上的何处. (2) 荧光屏上有电子打到的区间有多长?解析:(1)电子经加速电场,由动能定理得 Ql =mv , 电子经偏转电场:沿y 力向: 沿电场方向:又 故偏转后偏移量尸 * ? 于 ? )2,所以尸罟 由题图知 t=0. 06 s 时刻偏 =1.84,所以 y=4.5 cm 设打在屏上的点距。点距离为K, V / + /? 满足 7=七一,所以 7=13 -5 cm. (2) 由题知电子偏移量y 的最大值为彳, 所以当偏转电压超过2 仏时,电子就打不到荧光屏上了,所以荧光屏上电子能打到的区 间长为 3 厶=30 cm. 答案: 0 点上方 13. 5 cm 处(2)30 cm 【
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