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2016届高三物理一轮复习 第6章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动练习


2016 届高三物理一轮复习 第 6 章 第 3 讲 电容器 带电粒子在电场中的运动练 习
1.(2014 山东理综,18,6 分)如图,场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域 abcd,水平边 ab 长为 s,竖直边 ad 长为 h。质量均为 m、带电量分别为+q 和-q 的两粒子,由 a、c 两点先后沿 ab 和 cd 方向以 速率 v0 进入矩形区(

两粒子不同时出现在电场中)。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切,则 v0 等于( )

A. B. C. D. 2.(2013 课标Ⅰ,16,6 分)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d,极板分别与电池两极相连,上极板中 心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方处的 P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落, 经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移,则从 P 点开始下落的相同 粒子将( ) A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板处返回 D.在距上极板 d 处返回 3.(2013 广东理综,15,4 分)喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后, 以速度 v 垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上。则微滴在极板间电场中( )

A.向负极板偏转 B.电势能逐渐增大 C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电量无关 4.(2014 安徽理综,22,14 分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为 C,极板间距离为 d,上极板 正中有一小孔。质量为 m、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处 速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为 g)。求:

(1)小球到达小孔处的速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。

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5.(2013 课标Ⅱ,24,14 分)如图,匀强电场中有一半径为 r 的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、 b 为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为 q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过 a 点和 b 点 时对轨道压力的大小分别为 Na 和 Nb。不计重力,求电场强度的大小 E、质点经过 a 点和 b 点时的动能。

1.B 因为两粒子轨迹恰好相切,切点为矩形区域中心,则对其中一个粒子,水平方向=v0t,竖直方向=at 且满 足 a=,三式联立解得 v0=,故 B 正确。 2.D 设板间电压为 U,场强为 E,则 E= 由动能定理得 mg·d-qEd=0 将下极板向上平移后,U 不变,d'=d,则 E'==E,设粒子在距上极板 x 处返回,则 mg(+x)-qE'x=0 联立解得:x=d,故 D 正确,A、B、C 错误。 3.C 由于微滴带负电,其所受电场力指向正极板,故微滴在电场中向正极板偏转,A 项错误。 微滴在电场中所 受电场力做正功,电势能减小,B 项错误。 由于极板间电场是匀强电场,电场力不变,故微滴在电场中做匀加速 曲线运动,并且轨迹为抛物线,C 项正确。带电量影响电场力及加速度大小,运动轨迹与加速度大小有关,故 D 项错误。 4. 答案 (1) (2) C (3) 2 解析 (1)由 v =2gh 得 v= (2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,有 2 qE-mg=ma 且 v -0=2ad,得 E= 由 U=Ed、Q=CU 得 Q=C (3)由题得 h=g、0=v+at2、t=t1+t2,综合可得 t= 5. 答案 见解析 解析 质点所受电场力的大小为 f=qE① 设质点质量为 m,经过 a 点和 b 点时的速度大小分别为 va 和 vb,由牛顿第二定律有 f+Na=m②
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Nb-f=m③ 设质点经过 a 点和 b 点时的动能分别为 Eka 和 Ekb,有 Eka=m④ Ekb=m⑤ 根据动能定理有 Ekb-Eka=2rf⑥ 联立①②③④⑤⑥式得 E=(Nb-Na)⑦ Eka=(Nb+5Na)⑧ Ekb=(5Nb+Na)⑨

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