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1、1 金版教程 2015 届高考物理大一轮总复习 6 3 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动限时规范特训 含解析 1 2010 北京高考 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如图 设 两极板正对面积为S 极板间的距离为d 静电计指针偏角为 实验中 极板所带电荷量 不变 若 A 保持S不变 增大d 则 变大 B 保持S不变 增大d 则 变小 C 保持d不变 减小S 则 变小 D 保持d不变 减小S 则 不变 解析 静电计是测量电容器两端电压的仪器 指针偏角 U 根据C S 4 kd和 C Q U 得 正确选项 答案 A 2 2010 安徽高考 如图所示 M N是平行板电容器的两个极
2、板 R0为定值电阻 R1 R2为可调电阻 用绝缘细线将质量为m 带正电的小球悬于电容器内部 闭合电键S 小球 静止时受到悬线的拉力为F 调节R1 R2 关于F的大小判断正确的是 2 A 保持R1不变 缓慢增大R2时 F将变大 B 保持R1不变 缓慢增大R2时 F将变小 C 保持R2不变 缓慢增大R1时 F将变大 D 保持R2不变 缓慢增大R1时 F将变小 解析 本题主要考查带电体在电场中的平衡问题 意在考查考生对物体平衡 电容器等 知识的理解和应用 小球受重力 电场力 悬线的拉力而处于平衡状态 设悬线与竖直方向 的夹角为 则 tan qE mg qU mgd cos mg F 由闭合电路欧姆定
3、律知增大R2时 定值电 阻两端电压减小 则 减小 cos 增大 F减小 B正确 而改变R1对定值电阻两端电压 不起作用 答案 B 3 2012 海南高考 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 解析 由E U d知 当 U不变 d变为原来的两倍时 E变为原来的一半 A项正确 当 E不变 d变为原
4、来的一半时 U变为原来的一半 B项错误 当电容器中d不变时 C不变 由C Q U 知 当Q变为原来的两倍时 U变为原来的两倍 C 项错误 Q变为原来的一半 U 变为原来的一半时 则E变为原来的一半 D项正确 答案 AD 3 4 2013 课标全国卷 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 d 2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 d 3 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
5、d 2处返回 D 在距上极板 2 5d 处返回 解析 设板间电压为U 场强为E 则E U d 由动能定理得mg 3 2d qEd 0 将下极板向上平移 d 3后 U不变 d 2 3d 则 E 3U 2d 3 2E 设粒子在距上极板x处返 回 则 mg d 2 x qE x 0 联立解得 x 2 5d 故 D正确 A B C错误 答案 D 5 2013 广东高考 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 4 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 解析
6、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 答案 C 二 模拟题组 6 2013 北京海淀一模 如图所示 质量m 2 0 10 4 kg 电荷量 q 1 0 10 6 C 的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E的匀强电场中 取g 10 m s 2 1 求匀强电场的电场强度E的大小和方向 2 在t 0 时刻 电场强度大小突然变为E0
7、4 0 10 3 N C 方向不变 求在t 0 20 s 时间内电场力做的功 3 在t 0 20 s时刻突然撤掉电场 求带电微粒回到出发点时的动能 解析 1 因微粒静止 知其受力平衡 对其受力分析有 Eq mg E mg q 2 0 10 4 10 1 0 10 6 N C 2 0 10 3 N C 方向向上 2 在t 0 时刻 电场强度大小突然变为E0 4 0 10 3 N C 设微粒的加速度为a 在t 0 20 s时间内上升高度为h 电场力做功为W 则 qE0 mg ma 解得 a 10 m s 2 5 h 1 2at 2 解得 h 0 20 m W qE0h 解得 W 8 0 10 4 J 3 设在t 0 20 s时刻突然撤掉电场时微粒的速度大小为v 回到出发点时的动能为 Ek 则 v at Ek mgh 1 2mv 2 解得 Ek 8 0 10 4 J 答案 1 2 0 10 3 N C 方向向上 2 8 0 10 4 J 3 8 0 10 4 J
