人教版高三物理电容器带电粒子在电场中的运动专项训练

一、选择题

1. 难度：中等

一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为，其中ε₀是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间     (　　)

A．电场强度不变，电势差变大

B．电场强度不变，电势差不变

C．电场强度减小，电势差不变

D．电场强度减小，电势差减小

2. 难度：中等

平行板间有如图1所示的周期性变化的电压．重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况．在图2所示的图象中，能正确定性描述粒子运动的速度图象的是                                      (　　)

                                                     图1

图2

3. 难度：中等

．如图3所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m  

的带负电的小球以水平方向的初速度v₀由O点射入该区域，刚好通过竖  

直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为45°，则此带电

小球通过P点时的动能为                                 (　　)                              图3

A．mv₀²             B.mv₀²                 C．2mv₀²              D.mv₀²

4. 难度：中等

示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图4所示，真空室中电极K发出电子(初速度不计)，经过电压为U₁的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板间．金属板长为L，相距为d，当A、B间电压为U₂时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是        (　　)

图4

A．U₁变大，U₂变大             B．U₁变小，U₂变大

C．U₁变大，U₂变小             D．U₁变小，U₂变小

5. 难度：中等

如图5所示，静止的电子在加速电压U₁的作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入

平行金属板间的电场，在偏转电压U₂的作用下偏转一段距离．现使

U₁加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该       (　　)

A．使U₂加倍

B．使U₂变为原来的4倍                                          图5

C．使U₂变为原来的倍

D．使U₂变为原来的1/2

6. 难度：中等

有三个质量相等的分别带有正电、负电和不带电的微粒，从极板左侧

中央以相同的水平初速度v先后垂直场强方向射入，分别落到极板A、

B、C处，如图6所示，则下列说法正确的有              (　　)

A．落在A处的微粒带正电，B处的不带电，C处的带负电                图6

B．三个微粒在电场中运动时间相等

C．三个微粒在电场中运动的加速度a_A＜a_B＜a_C

D．三个微粒到达极板时的动能E_kA＞E_kB＞E_kC

7. 难度：中等

如图7所示，从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪项是正确的(设电源电动势为E)         (　　)

A．电子到达B板时的动能是Ee

B．电子从B板到达C板动能变化量为零

C．电子到达D板时动能是3Ee                                          图7

D．电子在A板和D板之间做往复运动

8. 难度：中等

如图8所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是(　　)            图8

A．缩小a、b间的距离

B．加大a、b间的距离

C．取出a、b两极板间的电介质

D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质

9. 难度：中等

竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N 

以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间

电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图9所示，不考虑电荷的

重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是        (　　)

A．两电荷的电荷量可能相等

B．两电荷在电场中运动的时间相等

C．两电荷在电场中运动的加速度相等                              图9

D．两电荷离开电场时的动能相等

二、解答题

10. 难度：中等

．(11分)如图10所示，真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场，在电场中，一个质量为m、带电荷量为q的小球，从O点出发，初速度的大小为v₀，在重力与电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成θ角做匀减速直线运动．求：

(1)匀强电场的场强的大小；                                        图10

(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差．

11. 难度：中等

(12分)如图11所示，长L＝1.2 m、质量M＝3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10^{－4 C}的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×10⁴ N/C的匀强电场．现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N. 取g＝10 m/s²，斜面足够长．求：

(1)物块经多长时间离开木板？

(2)物块离开木板时木板获得的动能．                             图11

(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能．

12. 难度：中等

．(14分)一质量为m、带电荷量为＋q的小球以水平初速度v₀进入竖直向上的匀强电场中，如图12甲所示．今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图12乙所示．根据图乙给出的信息，(重力加速度为g)求：

图12

(1)匀强电场场强的大小；

(2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中，电场力做的功；

(3)小球在h高度处的动能．