電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步試題60°PNOM1．(·)如右圖，M、N和P是以為直徑的半圈弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，．電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為；假設(shè)將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，那么O點(diǎn)的場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)?0°PNOMA． B． C． D．2．如下圖，一個(gè)平行板電容器，板間距離為d，當(dāng)對(duì)其加上電壓后，A、B兩板的電勢(shì)分別為＋φ和－φ，下述結(jié)論正確的選項(xiàng)是()A．電容器兩極板間可形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝φ/dB．電容器兩極板間各點(diǎn)的電勢(shì)，有的相同，有的不同；有正的，有負(fù)的，有的為零C．假設(shè)只減小兩極板間的距離d，該電容器的電容C要增大，極板上帶的電荷量Q也會(huì)增加圖1圖13．如圖，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m，帶電量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)將S斷開，那么油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng)，G表中無電流B．假設(shè)將A向左平移一小段位移，那么油滴仍然靜止，G表中有b→a的電流圖2圖2D．假設(shè)將A向下平移一小段位移，那么油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G表中有b→a的電流4.如圖3所示，一個(gè)帶正電的粒子以一定的初速度垂直進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，假設(shè)不計(jì)重力，以下四個(gè)選項(xiàng)中能正確描述粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的是()5．示波器是用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的儀器．示波器的核心部件是示波管．示波管的工作原理示意圖如下圖．電子經(jīng)電壓U1加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h.兩平行板間的距離為d，電勢(shì)差為U2，板長(zhǎng)L.為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量eq\f(h,U2))，可采用的方法是()圖4A．增大兩板間電勢(shì)差U2圖4C．盡可能使板間距離d小一些D．使加速電壓U1升高一些6．如下圖，絕緣桿兩端固定帶電小球A和B，輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不考慮兩球之間的相互作用。初始時(shí)桿與電場(chǎng)線垂直，將桿右移的同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢(shì)能之和不變。根據(jù)如圖給出的位置關(guān)系，以下說法正確的選項(xiàng)是()LLAABBA．ALLAABBB．A、B兩球帶電量的絕對(duì)值之比qA∶qB=1∶2C．A球電勢(shì)能一定增加D．電場(chǎng)力對(duì)A球和B球都不做功圖7．如下圖，有一帶電粒子(不計(jì)重力)緊貼A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時(shí)，帶電粒子沿軌跡①?gòu)膬砂逯虚g飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時(shí)，帶電粒子沿軌跡②落到B板正中間；設(shè)帶電粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同，那么電壓U1、U2之比為()圖A．1∶1B．1∶2C．1∶4D．1∶88．如下圖，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，那么以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()A．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為mg/qB．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2mg/q圖C．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等圖D．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間9.用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素〔如圖〕。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，假設(shè)A.保持S不變，增大d,那么θ變大B.保持S不變，增大d,那么θ變小C.保持d不變，減小S,那么θ變小D.保持d不變，減小S,那么θ不變10．如圖3所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，P從兩極板正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì))，那么從開始射入到打到上板的過程中()A．它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ>tPB．它們運(yùn)動(dòng)的加速度aQ<aPC．它們所帶的電荷量之比qP∶qQ＝1∶2D．它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶211．如下圖，在平面內(nèi)有一個(gè)以為圓心、半徑R=的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，、兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。假設(shè)空間存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，那么、兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為A.B.C.D.12．如圖8所示，靜止的電子在加速電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出，又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場(chǎng)，在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離．現(xiàn)使U1加倍，要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化，應(yīng)該()A．使U2加倍B．使U2變?yōu)樵瓉淼?倍C．使U2變?yōu)樵瓉淼膃q\r(2)倍D．使U2變?yōu)樵瓉淼?/213．如下圖，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能．假設(shè)保持極板B不動(dòng)，將極板A稍向上平移，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．E變小B．U變大C．Ep不變D．電荷仍保持靜止14．如下圖，一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)沿豎直方向．兩個(gè)比荷(即粒子的電荷量與質(zhì)量之比)不同的帶正電的粒子a和b，從電容器邊緣的P點(diǎn)(如圖)以相同的水平速度射入兩平行板之間．測(cè)得a和b與電容器極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1∶2，假設(shè)不計(jì)重力，那么a和b的比荷之比是()A．1∶2B．1∶8C．2∶1D．4∶115．如下圖，真空室中速度v0＝1.6×107m/s的電子束，連續(xù)地沿兩水平金屬板中心線OO′射入，極板長(zhǎng)l＝4cm，板間距離d＝1cm，板右端距離熒光屏PQ為L(zhǎng)＝18cm.電子電荷量q＝1.6×10－19C，質(zhì)量m＝0.91×10－30kg.假設(shè)在電極ab上加u＝220eq\r(2)sin100πtV的交變電壓，在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸y上能觀測(cè)到多長(zhǎng)的線段？(設(shè)極板間的電場(chǎng)是均勻的、兩板外無電場(chǎng)、熒光屏足夠大)16．如左圖，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m=kg，帶電量為的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。從t=0時(shí)刻開始，空間加上一個(gè)如右圖所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)，〔取水平向右的方向?yàn)檎较?，?0m/s2?！城螅骸?〕23秒內(nèi)小物塊的位移大小；〔2〕23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功。17．(模擬)如圖9－3－27所示，一光滑斜面的直角點(diǎn)A處固定一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的絕緣小球，另一同樣小球置于斜面頂點(diǎn)B處，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，現(xiàn)把上部小球從B點(diǎn)由靜止自由釋放，球能沿斜面從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面底端C處，求：(1)小球從EqEqm左圖0t/sE/〔×105N/C)684212103-1右圖(2)小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端C處時(shí)，球?qū)π泵娴膲毫Υ笮。?8．如下圖，某空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E×102V/m，一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在金屬板的正上方高度h=的a處有一粒子源，盒內(nèi)粒子以v0×102m/s的初速度向水平面以下的各個(gè)方向均勻放出質(zhì)量為m=×10-15kg，電荷量為q=+10-12C的帶電粒子，粒子最終落在金屬板babh⑴粒子源所在處a點(diǎn)的電勢(shì)；⑵帶電粒子打在金屬板上時(shí)的動(dòng)能；⑶從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍〔所形成的面積〕；假設(shè)使帶電粒子打在金屬板上的范圍減小，可以通過改變哪些物理量來實(shí)現(xiàn)?參考答案：E1/2E1/2EE1/2E1/2E22.解析：選BCD.由題意可知，兩板間電壓為2φ，電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(2φ,d)，A錯(cuò)誤；板間與板平行的中線上電勢(shì)為零，中線上方為正，下方為負(fù)，故B正確；由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，d減小，C增大，由Q＝CU知，極板帶電量Q增加，C正確；電子水平射入穿越兩極板之間的電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)力一定對(duì)電子做正功，電子的電勢(shì)能一定減小，D正確．3.解析：選BC.將S斷開，電容器電量不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；假設(shè)S閉合，將A板左移，由E＝eq\f(U,d)可知，E不變，油滴仍靜止，但因C變小，電容器極板電量變小，因此有b→a的電流，B正確；將A板上移，由E＝eq\f(U,d)可知，E變小，油滴應(yīng)向下加速運(yùn)動(dòng)，因C變小，電容器要放電，因此有b→a的電流流過G，C正確；當(dāng)A板下移時(shí)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴受的電場(chǎng)力增加，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，但因C增大，電容器要充電，因此有a→b的電流流過G，故D錯(cuò)誤．4.解析：選C.電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，受力方向總是沿電場(chǎng)線方向，軌跡向右彎曲，C正確．5.解析：選C.加速過程有：①偏轉(zhuǎn)過程：②③由①②③得eq\f(h,U2)＝eq\f(L2,4U1d).因此要提高靈敏度，可采用的方法有增大L，減小U1，減小d.故C對(duì)．6.B7.解析：選D.設(shè)板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，水平初速度為v0；帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；兩次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1和t2.第一次射入時(shí)：L＝v0t1，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)·eq\f(qU1,md)t12，聯(lián)立兩式解得：U1＝eq\f(md2v02,qL2).第二次射入時(shí)：eq\f(L,2)＝v0t2，d＝eq\f(1,2)·eq\f(qU2,md)t22，聯(lián)立兩式解得：U2＝eq\f(8md2v02,qL2).所以U1∶U2＝1∶8，故D正確．8.解析：選BC.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向上且大于重力時(shí)，質(zhì)點(diǎn)才可能垂直打到屏上．由運(yùn)動(dòng)的合成與分解，可知質(zhì)點(diǎn)在水平方向上一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在重力場(chǎng)中做斜上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等．由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知質(zhì)點(diǎn)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，vx＝v0；在豎直方向上：在電場(chǎng)中vy＝at，如下圖，離開電場(chǎng)后質(zhì)點(diǎn)做斜上拋運(yùn)動(dòng)，vy＝gt，由此運(yùn)動(dòng)過程的對(duì)稱性可知a＝g，由牛頓第二定律得：qE－mg＝ma＝mg，解得：E＝2mg/q.故B、C正確．9.【答案】A【解析】由知保持S不變，增大d，電容減小，電容器帶電能力降低，電容器電量減小，靜電計(jì)所帶電量增加，θ變大；保持d不變，減小S，電容減小，θ變大。正確答案A。10.解析：設(shè)P、Q兩粒子的初速度為v0，加速度分別為aP和aQ，粒子P到上極板的距離是h/2，它們做類平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為l.那么對(duì)P，由l＝v0tP，eq\f(h,2)＝eq\f(1,2)aPtP2，得到aP＝eq\f(hv02,l2)；同理對(duì)Q，l＝v0tQ，h＝eq\f(1,2)aQtQ2，得到aQ＝eq\f(2hv02,l2).由此可見tP＝tQ，aQ＝2aP，而aP＝eq\f(qPE,m)，aQ＝eq\f(qQE,m)，所以qP∶qQ＝1∶2.由動(dòng)能定理，它們的動(dòng)能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝maPeq\f(h,2)∶maQh＝1∶4.綜上所述，C項(xiàng)正確．答案：C11.答案：A。解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ed，而d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離，所以，故：，選項(xiàng)A正確。12.解析：要使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不變，那么應(yīng)使電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后任一水平位移x所對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)距離y保持不變．由y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qU2,md)·(eq\f(x,v0))2＝eq\f(qU2x2,2mv02d)和qU1＝eq\f(1,2)mv02得y＝eq\f(U2x2,4U1d)，可見在x、y一定時(shí)，U2∝U1.故A項(xiàng)正確．答案：A13.解析：由C＝eq\f(εS,4πkd)可知，當(dāng)極板A稍向上平移時(shí)，d增大，C變小，但因二極管的存在，電容器上的電量不能放出，故電容器上的電量Q不變，由Q＝CU可知，U變大，由Q＝eq\f(εSU,4πkd)＝eq\f(εS,4πk)E可知，板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電荷仍靜止，且φP不變，故Ep＝φPq也不變，綜上所述，B、C、D均正確，A錯(cuò)誤．答案：BCD14.解析：帶電粒子受到的電場(chǎng)力F＝Eq，產(chǎn)生的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(Eq,m)，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\r(\f(2d,a))，位移x＝v0t，eq\f(x1,x2)＝eq\f(\r(\f(m1,q1)),\r(\f(m2,q2)))，所以eq\f(\f(q1,m1),\f(q2,m2))＝eq\f(x22,x12)＝eq\f(4,1)，D正確．答案：D15：因?yàn)榻?jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間為t＝eq\f(l,v0)＝2.5×10－9s,而T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s?t.故可以認(rèn)為進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子均在當(dāng)時(shí)所加電壓形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)縱向位移eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)at2，a＝eq\f(Eq,m)＝eq\f(Umq,dm)，所以電子能夠打在熒光屏上最大豎直偏轉(zhuǎn)電壓：Um＝eq\f(md2,qt2)＝eq\f(md2v02,ql2)＝91V.當(dāng)U＝91V時(shí)，E＝eq\f(Um,d)，y＝eq\f(1,2)at2因?yàn)関y＝at＝eq\f(qUm,dm)t＝4×106m/s，tanθ＝eq\f(vy,v0)偏轉(zhuǎn)量y＝eq\f(d,2)＋Ltanθ＝5cm.y軸上的觀測(cè)量為2y＝10cm.答案：10cm16.解析：〔1〕0～2s內(nèi)