PAGE1-考點3電容器及帶電粒子在電場中的運(yùn)動1.[2020湖北三校聯(lián)考]如圖所示,靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔垂直于P板射入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離后射出金屬板間的電場.現(xiàn)使U1變?yōu)樵瓉淼?倍,要想使電子的運(yùn)動軌跡不發(fā)生變化,應(yīng)該()A.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍 B.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍C.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍 D.使U2變?yōu)樵瓉淼?2.[2020安徽合肥高三調(diào)研,多選]如圖所示,豎直線上有A、B、C三點,AB與BC相等,O、C兩點等高,在O點固定一點電荷.已知B點電勢高于A點電勢,若一帶正電小球在外力作用下,沿直線由A經(jīng)B勻速運(yùn)動到C,則下列說法正確的是()A.點電荷一定帶正電B.外力方向始終指向O點C.小球的機(jī)械能逐漸減少D.電場力在AB和BC段做的功一定相等3.[2020湖北武漢高三質(zhì)量檢測,多選]如圖所示,AB為位于O點的一點電荷電場中的等勢線,C是A、B連線的中點,D是O、A連線的中點,AO和BO垂直.在D點由靜止釋放一個帶負(fù)電的試探電荷,僅在電場力作用下,試探電荷沿DA加速運(yùn)動.下列說法正確的是()A.D點的場強(qiáng)比C點的場強(qiáng)大B.D點的電勢比C點的電勢高C.帶正電的試探電荷從A點沿直線AB移動到B點,電勢能先增大后減小D.帶負(fù)電的試探電荷從B點沿BCD移動到D點,電場力一直做負(fù)功4.[2020江西南昌摸底測試,多選]如圖甲所示,兩平行極板P、Q的極板長度和板間距離均為l,位于極板左側(cè)的粒子源沿兩板的中軸線向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q、速度相同、重力不計的帶電粒子.在0~3t0時間內(nèi)兩板上加上如圖乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響).已知t=0時刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在2t0時刻經(jīng)極板邊緣射出.上述m、q、l、t0均為已知量(不考慮粒子間相互影響及返回極板間的情況),則()圖甲圖乙A.該粒子在平行板間一直做曲線運(yùn)動B.該粒子進(jìn)入平行板間的初速度v0=lC.該粒子在平行板間偏轉(zhuǎn)時的加速度a=lD.兩平行板上所加電壓大小U0=m5.[2020江西撫州檢測]為了減少污染,工業(yè)廢氣需用靜電除塵器除塵,某除塵裝置如圖所示,其收塵極為金屬圓筒,電暈極位于圓筒中心.當(dāng)兩極接上高壓電源時,電暈極附近會形成很強(qiáng)的電場使空氣電離,廢氣中的塵埃吸附離子后在電場力的作用下向收塵極運(yùn)動并沉積,以達(dá)到除塵目的.假設(shè)塵埃向收塵極運(yùn)動過程中所帶電荷量不變,下列判斷正確的是()A.金屬圓筒內(nèi)存在勻強(qiáng)電場B.金屬圓筒內(nèi)越靠近收塵極電勢越低C.帶電塵埃向收塵極運(yùn)動過程中電勢能越來越大D.帶電塵埃向收塵極運(yùn)動過程中受到的電場力越來越小6.[2020陜西西安模擬]將電源、開關(guān)、平行板電容器連成如圖所示的電路.閉合開關(guān)S,電源對電容器充電后,電容器帶電荷量為Q,板間電壓為U,板間電場強(qiáng)度大小為E0.則下列說法正確的是()A.若將A板下移少許,Q增大,U減小,E0不變B.若將A板下移少許,Q不變,U減小,E0減小C.若斷開開關(guān),將A板下移少許,Q增大,U不變,E0增大D.若斷開開關(guān),將A板下移少許,Q不變,U減小,E0不變7.[2020黑龍江哈爾濱四校聯(lián)考]如圖所示,一個“V”形玻璃管ABC倒置于平面內(nèi),并處于場強(qiáng)大小為E=1×103V/m,方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,一個重力為G=1×10-3N,電荷量為q=2×10-4C的帶負(fù)電小滑塊從A點由靜止開始運(yùn)動,小滑塊與管壁的動摩擦因數(shù)μ=0.5.已知管長AB=BC=L=2m,傾角α=37°,B處是一段很短的光滑圓弧管,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,下列說法正確的是()A.B、A間的電勢差為2000VB.小滑塊從A第一次運(yùn)動到B的過程中電勢能增大C.小滑塊第一次速度為零的位置在C處D.從開始運(yùn)動到最后靜止,小滑塊通過的總路程為3m8.[2020遼寧凌源檢測]如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場中,一質(zhì)量為m的帶電小球用一輕繩連接恰好在豎直平面內(nèi)繞O點做半徑為R的圓周運(yùn)動,運(yùn)動軌跡上均勻地分布著A、B、C、D、F、G、H和P點,OA垂直于電場強(qiáng)度方向.已知小球帶電荷量為q(q>0),電場強(qiáng)度E=mgqA.小球在A點速度為gRB.小球運(yùn)動至C點和H點時繩子拉力相等C.小球運(yùn)動過程中繩子的最大拉力為62mgD.小球運(yùn)動過程中的最小速度為29.[2020四川成都摸底檢測,8分]如圖所示,A、B是水平放置且間距d=5cm的兩平行帶電金屬板,兩板間為勻強(qiáng)電場.一質(zhì)量m=1×10-9kg、電荷量q=5×10-12C的帶負(fù)電液滴恰靜止在兩板正中間的P點.液滴可視為質(zhì)點,重力加速度g=10m/s2.(1)求兩板間的電場強(qiáng)度大小;(2)若將液滴從P點移到B板,求該過程中液滴電勢能的增加量.10.[2020天津高三檢測,10分]如圖甲所示,熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計,電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0,電容器板長和板間的距離均為L=10cm,下極板接地,電容器右端到熒光屏的距離也是L=10cm,在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示.每個電子穿過平行板的時間都極短,可以認(rèn)為電壓是不變的.(1)在t=0.06s時刻,電子打在熒光屏上的何處?(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)域有多長?11.[2020貴州貴陽摸底,12分]如圖所示,水平絕緣軌道AB和足夠長絕緣斜軌道平滑連接于B點,并固定在豎直平面內(nèi),斜軌道與水平面的夾角θ=37°,斜軌道處于方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)大小為E=1×104N/C.帶電荷量為+q=8×10-6C、質(zhì)量為m=2×10-3kg的物塊P(可視為質(zhì)點)在水平向左的推力F=1×10-2N的作用下勻速運(yùn)動,速度大小為v0=4m/s.到達(dá)B點時撤去推力,物塊經(jīng)過連接處速度大小不變,之后它沿斜軌道向上滑行.已知物塊與水平軌道和斜軌道間的動摩擦因數(shù)相同,在斜軌道上的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計空氣阻力.求:(1)物塊與AB軌道間的動摩擦因數(shù)μ;(2)物塊從B點沿斜軌道向上滑行的時間t;(3)物塊最終停止的位置.考點3電容器及帶電粒子在電場中的運(yùn)動1.A偏轉(zhuǎn)距離y=U2L24dU1,U1變?yōu)樵瓉淼?倍,想使電子的運(yùn)動軌跡不發(fā)生變化,即2.AC由于距點電荷較近的B點的電勢高于A點的電勢,所以O(shè)處電荷一定為正電荷,A項正確;小球所受電場力背離O點向外,在重力、電場力和外力作用下勻速運(yùn)動,所以重力和外力的合力方向始終指向O點,那么外力方向一定不指向O點,B項錯誤;小球勻速運(yùn)動,動能不變,由A向B運(yùn)動的過程中,重力勢能不斷減少,所以小球的機(jī)械能不斷減少,C項正確;由題給條件不能確定AB和BC的電勢差是否相等,由W=qU可知,電場力在AB、BC段做功的大小關(guān)系無法判斷,D項錯誤.3.AD由于在D處由靜止釋放的負(fù)試探電荷沿DA加速運(yùn)動,故在O處的應(yīng)是一個負(fù)點電荷.易知D點比C點離O點更近,場強(qiáng)更大,選項A正確.沿電場線方向電勢降低,故C點電勢高于D點電勢,選項B錯誤.正試探電荷沿AB直線移動,電場力先做正功,再做負(fù)功,電勢能先減小后增大,選項C錯誤.負(fù)試探電荷沿BCD由B點經(jīng)C點移動到D點,離O點越來越近,電場力一直做負(fù)功,選項D正確.4.BC由于t0~2t0時間內(nèi)兩極板之間電壓為零,帶電粒子運(yùn)動不受力的作用,所以t=0時刻進(jìn)入兩板間的粒子在平行板之間先做類平拋運(yùn)動后做勻速直線運(yùn)動,選項A錯誤;由于粒子在平行極板方向不受力的作用,故粒子在沿極板方向上做勻速直線運(yùn)動,所以該粒子進(jìn)入平行板之間的初速度v0=l2t0,選項B正確;由運(yùn)動學(xué)知識有l(wèi)2=12at02+at0·t0,解得a=l3t02,選項C正確;由E=U05.D根據(jù)題圖可知除塵器內(nèi)電場在水平面上的分布類似于負(fù)點電荷形成的電場,電場線方向由收塵極指向電暈極,并不是勻強(qiáng)電場,A錯誤;逆著電場線方向,電勢升高,故越靠近收塵極,電勢越高,B錯誤;塵埃帶負(fù)電后受電場力作用向收塵極運(yùn)動,電場力做正功,電勢能越來越小,C錯誤;離電暈極越遠(yuǎn),場強(qiáng)越小,因塵埃帶電荷量不變,故其所受電場力越小,D正確.6.D開關(guān)閉合時電容器兩極板間電壓U不變,由公式C=εrS4πkd可知,A板下移(板間距d減小),電容C將增大,由公式C=QU可知電容器帶電荷量Q將增大,由公式E0=Ud可知板間場強(qiáng)增大,A、B錯誤.開關(guān)斷開后電容器帶電荷量Q不變,由公式C=εrS4πkd可知,A板下移(板間距d減小),電容C將增大,由公式C=QU可知電容器極板間電壓U將減小.由E0=Ud7.DA項,B、A間的電勢差為UBA=ELsin37°=1×103V/m×2m×0.6=1200V,故A項錯誤;B項,小滑塊從A第一次運(yùn)動到B的過程中,電場力做正功,電勢能減小,故B項錯誤;C項,如果小滑塊第一次速度為零的位置在C處,則從A到C,電場力做功為零,重力做功為零,而摩擦力做功不為零,不符合動能定理,故C項錯誤;D項,設(shè)從開始運(yùn)動到最后停止過程,小滑塊的路程為s,qE·L·sinα-G·L·sinα-μ(qE-G)·s·cosα=0,解得s=3m,故D項正確.8.D由于電場強(qiáng)度E=mgq,故mg=Eq,小球的加速度大小為a=2g,小球恰好在豎直平面內(nèi)繞O點做圓周運(yùn)動,小球運(yùn)動到P點的速度最小,則有2mg=mvmin2R,解得vmin=2gR.從P到A的過程中有qE·Rsin45°-mgR(1-cos45°)=12mvA2-12mvmin2,解得vA=32gR-2gR,故A項錯誤,D項正確.B項,在H點有TH+qE=mvH2L,在C點有TC-qE=mvc2R,由H到C,根據(jù)動能定理有qE·2R=12mvC2-12mvH2,可知小球運(yùn)動至C點和H點時繩子拉力不相等,故B項錯誤.C項,小球在P點的速度是2gR,小球運(yùn)動到等效最低點D時的速度最大,對繩子的拉力最大,由動能定理可得qE·2Rsin45°-mg9.解析:(1)液滴受電場力和重力作用處于平衡狀態(tài)由力的平衡條件有mg=qE(2分)代入數(shù)據(jù)解得電場強(qiáng)度大小E=2×103N/C.(2分)(2)將液滴從P點移到B板的過程中,電場力做負(fù)功,則有W=-qE·d2電勢能增加量ΔEp=-W(1分)代入數(shù)據(jù)解得ΔEp=2.5×10-10J.(1分)10.解析:(1)電子經(jīng)電場加速,滿足qU0=12mv2經(jīng)電容器間電場偏轉(zhuǎn)后偏移量y=12at2=12·qU偏mL所以y=U偏L4U0,由題圖可知t=0.06s時刻U偏=1此時y=4.5cmt=0.06s時刻,電子打在熒光屏上距O點上方4.5cm處.(1分)滿足Yy=L所以打在屏上的點與O點距離Y=13.5cm.(1分)(2)由題可知電子偏移量y的最大值為L2,當(dāng)上極板的電勢超過2U0,電子就打不到熒光屏上了,所以熒光屏上電子能打到的區(qū)域長為3L=11.解析:(1)由平衡條件有F-f=0①(1分)由滑動摩擦力公式有f=μmg②(1分)解得μ=0.5③.(1分)(2)由題給條件和牛頓第二定律有(Eq+mg)sin