1、【 精品教育资源文库 】 课时分层集训 (二十二 ) 电容器 带电粒子在电场中的运动 (限时： 40 分钟 ) 基础对点练 平行板电容器及其动态分析 1 (多选 )将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用 d、 U、 E 和 Q 表示下列说法正确的是 ( ) A保持 U 不变，将 d 变为原来的两倍，则 E 变为原来的一半 B保持 E 不变，将 d 变为原来的一半，则 U 变为原来的两倍 C保持 d 不变，将 Q 变为原来的两倍，则 U 变为原来的一半 D保持 d 不变，将 Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半 AD 由公式 C rS4 kd和 CQU
2、可判断 A、 D 正确 2 (2016 全国 卷 )一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上若将云母介质移出，则电容器 ( ) 【导学号： 84370292】 A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 D 平行板电容器电容的表达式为 C rS4 kd，将极板间的云母介质移出后，导致电容器 的电容 C 变小由于极板间电压不变，据 Q CU 知，极板上的电荷量变小再考虑到极板间电场强度 EUd，由于 U、 d 不变，所以极板间电场强度不变，选项 D正确 3
3、(2018 汕头模拟 )如图 7315 所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态，应 ( ) 图 7315 A给平行板电容器充电，补充电荷量 【 精品教育资源文库 】 B让平行板电容器放电，减少电荷量 C使两极板相互靠近些 D使两极板相互远离些 A 根 据平行板电容器的电容公式和电容的定义式有： CQU rS4 kd，油滴处于静止状态时，电场力与重力等大反向，qUd mg，给电容器充电，电荷量增大，电容不变，电势差增大，油滴电荷量减少，可以使电场力不变，故 A 正确；让电容器放电，电量减小，电容不变，
4、电势差减小，油滴电荷量减少，电场力一定减小，故 B 错误；因电容器与电源断开，电荷量不变，两极板间电场强度 EUd4 kQ rS ，与板间距离 d无关，所以电容器两极板 靠近和远离时，电场强度不变，电荷的电量减小，则电场力减小，电荷不能平衡 如图所示，平行板电容器与电动势为 E 的直流电源 (内阻不计 )连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则 ( ) A带电油滴将沿竖直方向向上运动 B P 点的电势将降低 C带电油滴的电势能将减少 D电容器的电容减小，而极板上所带的电荷量将增大 B 电容器始终与电源连接，其两端的电压
5、 U 保持不变，上极板向上移动一小段距离，意味着板间距离 d 增大，由 EUd可知 E 减小，带电油滴受到的电场力 F qE 也减小，所以油滴将向下运动，选项 A 错误；设 P 点到下极板的距离为 x，则 Uxd ，可知 P 点的电势将降低，选项 B 正确；电势能 Ep q 不仅和电势的高低有关，还和电荷的正负及电荷量有关，由题意分析知油滴带负电，则 降低， Ep将增加，选项 C 错误；由 C rS4 kd可知电容 C 减小，由 Q CU 可知极板上所带的电荷量 Q 也将减小，选项 D 错误 带电粒子在电场中的直线运动 【 精品教育资源文库 】 4 (2018 汕头模拟 )如图 7316 所
6、示， M 和 N 是两个带等量异种电荷的平行正对金属板，两板与水平方向的夹角为 60. 将一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球从靠近 N 板的位置由静止释放，释放后，小球开始做匀加速直线运动，运动方向与竖直方向成 30角已知两金属板间的距离为 d，重力加速度为 g，则 ( ) 图 7316 A N 板带负电 B M、 N 板之间的场强大小为3mgq C小球从静止到与 M 板接触前的瞬间，合力对小球做的功为 3mgd D M、 N 板之间的电势差为mgdq D 小球带正 电，受到的电场力方向与电场方向相同，所以 N 板带正电， A 错误；小球的运动方向就是小球所受合力方向，而小球的运动方向
7、恰好在小球所受重力方向和电场力方向夹角的平分线上，所以电场力等于 mg， M、 N 板之间的场强大小为 Emgq ， B 错误； M、 N 板之间的电势差为 U Edmgdq ， D 正确；小球从静止到与M 板接触前的瞬间，重力和电场力做的功都是 mgd，合力对小球做的功为 2mgd， C 错误 5如图 7317 甲所示， A 板电势为 0， A 板中间有一小孔， B 板的电势变化情况如图乙所示，一质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子在 tT4时刻以初速度为 0 从 A 板上的小孔处进入两极板间，仅在电场力作用下开始运动，恰好到达 B 板则 ( ) 【导学号： 84370293】 图 731
8、7 【 精品教育资源文库 】 A A、 B 两板间的距离为qU0T28m B粒子在两板间的最大速度为qU0m C粒子在两板间做匀加速直线运动 D若粒子在 tT8时刻进入两极板间，它将时而向 B 板运动，时而向 A 板运动，最终打向 B 板 B 粒子仅在电场力作 用下运动，加速度大小不变，方向变化，选项 C 错误；粒子在 tT4时刻以初速度为 0 进入两极板，先加速后减速，在3T4 时刻到达 B 板，则12qU0md?T4 2d2，解得 dqU0T216m ，选项 A 错误；粒子在T2时刻速度最大，则 vmqU0mdT4qU0m ，选项 B 正确；若粒子在 tT8时刻进入两极板间，在T8T2时
9、间内，粒子做匀加速运动，位移 x12qU0md?3T8 29d8 ，所以粒子在T2时刻之前已经到达 B 板，选项 D错误 6两平行金属板相距为 d，电势差为 U，一电子质量为 m、电荷量为 e，从 O 点沿垂直 于极板的方向射出，最远到达 A 点，然后返回，如图 7318 所示， OA h，此电子具有的初动能是 ( ) 图 7318 A.edhU B edUh C.eUdh D.eUhd D 由动能定理得： Ek E q hUd eh，故选项 D 正确 带电粒子在电场中的偏转 7 (2018 巴中模拟 )如图 7319 所示，矩形区域 ABCD 内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子 a
10、和 b 以相同的水平速度射入电场，粒 子 a 由顶点 A 射入，从 BC 的中点 P射出，粒子 b 由 AB 的中点 O 射入，从顶点 C 射出若不计重力，则 a 和 b 的比荷 (带电【 精品教育资源文库 】 量和质量比值 )之比是 ( ) 图 7319 A 12 B 21 C 18 D 81 D 粒子在水平方向上做匀速直线运动， a、 b 两粒子的水平位移之比为 12 ，根据x v0t，知时间比为 12. 粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，根据 y12at2知，y 之比为 21 ，则 a、 b 的加速度之比为 81. 根据牛顿第二定律知，加速度 aqEm ，加速度之比等于比荷之比，则两电
11、荷的比荷之比为 81. 故 D 正确， A、 B、 C 错误 图 7320 8如图 7320 所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为 L，板间距离为 d，在板右端L 处有一竖直放置的光屏 M，一带电荷量为 q、质量为 m 的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在 M 屏上，则下列结论正确的是 ( ) 【导学号： 84370294】 A板间电场强度大小为mgq B板间电场强度大小为mg2q C质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D质 点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 C 根据质点垂直打在 M 屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，
12、mg qE，选项 A、 B 错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项 C 正确、 D 错误 9如图 7321 所示，带正电的粒子以一定的初速度 v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出已知板长为 L，板间的距离为 d，板间电压为 U，带电粒子的电荷量为 q，粒子通过平行金属板的时间为 t(不计粒子的重力 )，则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 7321 A在前t2时间内，电场力对粒子做的功为qU4 B在后t2时间内，电场力对粒子做的功为3qU8 C在粒子下落前d4和后d4的过程中，电场
13、力做功之比为 12 D在粒子下落前d4和后d4的过程中，电场力做功之比为 21 B 带正电的粒子以一定的初速度 v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内 ，恰好沿下板的边缘飞出，带电粒子所做的运动是类平抛运动，竖直方向上的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，由运动学知识可知，前后两段相等时间内竖直方向上的位移之比为 13 ，电场力做功之比也为 13. 又因为电场力做的总功为qU2 ，所以在前t2时间内，电场力对粒子做的功为qU8 ， A 选项错；在后t2时间内，电场力对粒子做的功为3qU8 ， B 选项对；在粒子下落前d4和后d4的过程中 ，电场力做功相等，故C、 D 选项错 (多选 )a、
14、 b、 c 三个 粒子由同一点 O 垂直场强方向同时进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中 b 恰好飞出电场，不计重力，由此可以断定 ( ) A在 b 飞离电场的同时， a 刚好打在负极板上 B进入电场时， c 的速度最大， a 的速度最小 C b 和 c 同时飞离电场 D动能的增量相比， a 的最小， b 和 c 的一样大 AB 据题意， 粒子在偏转电场中做类平抛运动，其运动时间由偏转位移决定，而 a、 b、 c 粒子的加速度相等，由 y12at2可得， ta tbtc，选项 A 正 确， C 错误；粒子在平行于极板方向上做匀速直线运动，根据 x vt 可知， vavbvc，选项 B 正确；【 精品教育资源文库 】 粒子动能的增量 Ek qEy，可知粒子 a、 b 动能的增量相同，而 c 的
