專題三 電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動1

專題三 電容器 帶電粒子在電場中的運(yùn)動（一）對電容器電容的理解與求解1對于一個確定的電容器的電容正確的理解是( ) A電容與帶電量成正比 B電容與電勢差成反比C電容器帶電量越大時，電容越大D對確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢差必增加2. 兩個電容，兩極板間的電勢差之比為2:3，帶電量之比為3:2，則C1/C2等于( )A.2：3 B3：2 C4:9 D. 9:43.對于一給定的電容器，在如圖所示中，描述電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的相互關(guān)系的圖線中正確的是() 4. 某電解電容器上標(biāo)有“25v、470F”的字樣，對此，下述說法中正確的是()A.此電容器只能在直流25v以下電壓才能正常工作B.此電容器必須在直流25v的電壓時才能正常工作C.當(dāng)工作電壓是直流25v時，電容才是470FD.這種電容器使用時，必須考慮電容器的兩根引線的極性（二）平行板電容器電容的動態(tài)變化5如圖所示為研究平行板電容器電容的實驗裝置。電容器充電后與電源斷開，電量Q 將不變，與電容器相連的靜電計用來測量電容器的_。在常見的電介質(zhì)中，由于空氣的相對介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)板時，電容器的電容將_（填“增大”、“減小”或“不變”），于是我們發(fā)現(xiàn)，靜電計指針偏角將_。（填“增大”、“減小”或“不變”）6.平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強(qiáng)為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則引起變化的情況是( )A.Q變大 B.C變大C.E不變D.U變小7.在（6）中，如果電容器充電平衡后與電源斷開。將兩板間距離減小，引起變化情況是( )A.Q變大 B.C變大C.E不變D.U變小8.兩平行金屬板正對放置，充電后兩板間的電勢差為2V，兩極板帶電量分別為+6×10-6C和-6×10-6C，求（）電容C；（）若電勢差升高1V，該電容器的電容C和所帶電量Q分別為多少？（三）可變電容器9. 傳感器是采集信息的重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器.可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容.現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)待測壓力增大時（ ）A電容器的電容將減小 B靈敏電流表指針指在正中央零刻度處C靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn) D靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn)10. 如圖一種測定電液體深度的裝置：包著一層電介質(zhì)的金屬棒與導(dǎo)電液體形成一個電容器，電容量的變化能反映液面的升降情況（ ）A電容增大反映h增大B電容增大反映h減小C將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓增大反映h減小D將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓增大反映h增大U（四）帶電粒子的加速（減速）11如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢差為U。若一個質(zhì)量為m、帶正電量為q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，忽略粒子重力，求它到達(dá)負(fù)極板時的速度？12如圖所示P和Q為兩平行金屬板，板間電壓恒為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q 板運(yùn)動，關(guān)于電子到達(dá)Q板時的速率，下列說法正確的是（ ）A兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大B兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D以上說法都不正確（五）帶電粒子的偏轉(zhuǎn)13如圖初速度v0=3.0×107m/s的電子沿垂直電場線方向由O點(diǎn)射入真空中兩帶電平行板之間。板長為L=6.0cm,兩板間距離d=2cm,兩板間電壓U=200V，已知電子的比荷為1.8×1011C/kg，電子從A點(diǎn)穿出電場.求：電子在電場中將如何運(yùn)動？電子在電場中運(yùn)動的加速度? 電子在電場內(nèi)運(yùn)動了多長時間？ 電子射出電場時相對初速度方向偏轉(zhuǎn)的角度?電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離是多少？若出射速度的反向延長線與入射速度延長線交與B點(diǎn)，證明： 14.一束電子、一束氫核通過同一對平行板形成的偏轉(zhuǎn)電場，進(jìn)入時速度方向與板面平行，在下面兩種情況下，分別求出離開電場時電子偏角的正切與氫核偏角的正切之比： （1）電子與氫核的初速度相同。 （2）電子與氫核的初動能相同。（六）綜合電場15如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，帶電量為q的離子（初速不計，重力不計），經(jīng)加速電壓U1加速后以垂直于電場方向射入偏轉(zhuǎn)電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場，以速度v離開電場。已知平行板的長度為L，兩板間距離為d，試證明：離子豎直方向偏移量y與離子的質(zhì)量和帶電量無關(guān)（即不同的離子在電場中具有相同的軌道）（七）示波管的原理16. 示波器可以用來觀察 隨時間變化的情況，核心部件是示波管，由 、 和 組成。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間沒有加電壓，電子束從電子槍射出后沿 傳播，示波管的YY偏轉(zhuǎn)電極上加的是 ，這個電壓是 ，XX偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身產(chǎn)生的電壓，叫做掃描電壓。當(dāng)兩個電壓周期相等時，示波器上顯示穩(wěn)定的波形。（八）帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)的基本問題A17在空間有正方向水平向右、大小按如圖所示的圖線變化的勻強(qiáng)電場，位于電場中A點(diǎn)的電子在t=0時速度為零，在t=1s時，電子離開A點(diǎn)的距離大小為l,那么在t=2s時，電子將處在（ ）AA點(diǎn) BA點(diǎn)左方l 處 CA點(diǎn)右方2l處 DA點(diǎn)左方2l處18.帶電粒子以初速V0垂直電場方向進(jìn)入平行金屬板形成的勻強(qiáng)電場中，它離開時偏離原方向y，偏角為，下列說法正確的是（ ）A粒子在電場中作類似平拋的運(yùn)動B. 偏角與粒子的電量和質(zhì)量無關(guān)C粒子飛過電場的時間，決定于極板長和粒子進(jìn)入電場時的初速度D粒子偏移距離y，可用加在兩極板上的電壓控制19.如圖所示，帶電量之比為qA：qB=1：3的帶電粒子A、B，先后以相同的速度從同一點(diǎn)射入平行板電容器中，不計重力，帶電粒子偏轉(zhuǎn)后打在同一極板上，水平飛行距離之比為XA：XB=2:1，則帶電粒子的質(zhì)量之比mA:mB以及在電場中飛行時間之比tA:tB分別為:( )A1:1,2:3 B2:1,3:2 C1:1,3:4 D4:3,2:1 （九）帶電粒子在多力作用下的運(yùn)動20如圖所示，一個質(zhì)量為 m，電荷量為 -q的小物體，可在水平絕緣軌道 X上運(yùn)動，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向沿 OX方向小物體以初速 V0從位置 X0沿 OX軌道運(yùn)動，受到大小不變的摩擦力 f的作用，且 f<qE，設(shè)小物體與墻壁碰撞時不損失機(jī)械能，且保持電量不變，求它在停止運(yùn)動前所通過的總路程21. 如圖所示，一根光滑的絕緣細(xì)桿與水平成=30°傾斜放置，其BC部分在左右的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度E=2×104N/C，在細(xì)桿上套一個帶負(fù)電的小球，電量q=1.73×105C，質(zhì)量m=3×102kg，今使小球由靜止沿桿下滑從B點(diǎn)進(jìn)入電場，已知AB長為d=1m。取g=10 m/s2。求: (1)小球進(jìn)入電場后還能滑行多遠(yuǎn)？ (2)小球電勢能的變化量？22. 如圖所示，繩長為L，一端固定在O，另一端栓一個帶電荷量+q的小球，已知q E=3mg，要使球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，球在A點(diǎn)最小速度為多少？23. 如圖所示，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場。在豎直平面上建立平面直角坐標(biāo)，在坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)固定絕緣光滑的半徑為R的1/4圓周軌道，軌道的兩端在坐標(biāo)軸上。質(zhì)量為m的帶正電的小球從軌道上端由靜止開始滾下，已知重力為電場力的2倍，求：（1）在軌道上小球獲得最大速度的位置坐標(biāo)；（2）小球在軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力；（3）小球脫離軌道后，當(dāng)速度豎直向下時，速度的大小和所在點(diǎn)的位置坐標(biāo)。專題三 帶電粒子在電場中的運(yùn)動題型1： 帶電粒子沿電場線方向進(jìn)入電場1 如圖所示，M和N是勻強(qiáng)電場中的兩個等勢面，相距為d，電勢差為U一質(zhì)量為m(不計重力)、電荷量為-q的粒子，以速度v0通過等勢面M射入兩等勢面之間，則穿過等勢面N的速率應(yīng)是( )A B C D2 如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)B極板時速度為v，保持兩板間電壓不變，則()來源:Z#xx#k.ComA當(dāng)增大兩板間距離時，v也增大B當(dāng)減小兩板間距離時，v增大C當(dāng)改變兩板間距離時，v不變D當(dāng)增大兩板間距離時，電子在兩板間運(yùn)動的時間也增大3兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運(yùn)動，時而向B板運(yùn)動，并最終打在A板上則t0可能屬于的時間段是 ()A0<t0< B<t0<C<t0<T DT<t0<題型2：帶電粒子垂直于電場線方向進(jìn)入電場4 如圖所示，質(zhì)子(H)和粒子(He)以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計重力)，則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為()A11B12C21 D145 如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)()A增大偏轉(zhuǎn)電壓U B增大加速電壓U0C增大偏轉(zhuǎn)極板間距離 D將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子6 如圖所示，a、b兩個帶正電荷的粒子，以相同的速度先后垂直于電場線從同 一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場后，a粒子打在B板的a點(diǎn)，b粒子打在B板的b點(diǎn)，若不計重力，則()Aa的電荷量一定大于b的電荷量Bb的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷dyxsly0OPM7 如圖所示，水平放置的兩塊平行金屬板長l =5cm，兩板間距d=1cm，兩板間電壓為U=90V，且上板帶正電，一個電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，從兩板中央射入，求：（1）電子偏離金屬板的側(cè)位移是多少？（2）電子飛出電場時的速度是多少？（3）電子離開電場后，打在屏上的P點(diǎn)，若s=10cm，求OP的長題型3：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動8 如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強(qiáng)電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運(yùn)動。那么()A微粒帶正、負(fù)電荷都有可能B微粒做勻減速直線運(yùn)動C微粒做勻速直線運(yùn)動D微粒做勻加速直線運(yùn)動9. 如圖所示，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中，小物塊恰好靜止。重力加速度取g，sin 37°0.6，cos 37°0.8。求： (1)水平向右電場的電場強(qiáng)度；(2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的，物塊的加速度是多大；(3)電場強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時的動能。答案：1.C 2.CD 3.B 4.B 5.A 6.C 8.B 9.(1) (2)3m/s2 (3)3mL