《高考物理热点题型应考秘籍：6.3-电容器带电粒子在电场中运动（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理热点题型应考秘籍：6.3-电容器带电粒子在电场中运动（解析版）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、该资料由 友情提供【高频考点解读】容器的电压、电荷量和电容的关系【热点题型】题型一 平行板电容器的动态分析例 1、如图 632 所示，电路中 2 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 合电键 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是() 图 632A增大 阻值 B增大 阻值 C增大两板间的距离 D断开电键 情提供【提分秘籍】1分析比较的思路(1)先确定是 Q 还是 U 不变：电容器保持与电源连接，U 不变；电容器充电后与电源断开，Q 不变。(2)用决定式 C 确定电容器电容的变化。)用定义式 C 判定电容器所带电荷量 Q 或两极
2、板间电压 U 的变化。)用 E 分析电容器极板间电场强度的变化。类动态变化问题的比较充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开不变量 U 大 C 变小 Q 变小 E 变小 C 变小 U 变大 E 不变S 变大 C 变大 Q 变大 E 不变 C 变大 U 变小 E 变小r 变大 C 变大 Q 变大 E 不变 C 变大 U 变小 E 变小【举一反三】 美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量。如图 633 所示，平行板电容器两极板 M、N 相距 d，两极板分别与电压为 U 的恒定电源两极连接，极板 M 带正电。现有一质量为 m 的带电油滴在极板中央处于静止
3、状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为 k，则() 该资料由 友情提供33A油滴带负电B油滴带电荷量为容器的电容为极板 N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动题型二 带电粒子在电场中的直线运动例 2如图 634 所示，在 A 点固定一正电荷，电量为 Q，在离 A 高度为 H 的 C 处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间向上的加速度大小恰好等于重力加速度 g。已知静电力常量为 k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：图 634(1)液珠的比荷；(2)液珠速度最大时离 A 点的距离 h；(3)若已知在点电荷 Q 的电场中，某点的电势可表示成 ，其中 r 为该点到 Q 的距离
4、(选求液珠能到达的最高点 B 离 A 点的高度 资料由 友情提供【答案】(1) (2) H(3)2【提分秘籍】 1带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都要考虑重力。2解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做加(减 )速直线运动。(2)用功与能的观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量
5、，即2 12解决此类问题的关键是灵活利用动力学分析的思想，采用受力分析和运动学方程相结合的方法进行解决，也可以采用功能结合的观点进行解决，往往优先采用动能定理。【举一反三】 如图 635 所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平该资料由 友情提供，恰能沿图示虚线由 A 向 B 做直线运动。那么( ) 图 635A微粒带正、负电荷都有可能B微粒做匀减速直线运动C微粒做匀速直线运动D微粒做匀加速直线运动题型三 带电粒子在匀强电场中的偏转 例 3、如图 638 所示，正方体真空盒置于水平面上，它的 与 为金属板，其他面为绝缘材料。带正电，带负电。从小孔 P 沿水平方向以
6、相同速率射入三个质量相同的带正电液滴 A、B、C ，最后分别落在 1、2、3 三点，则下列说法正确的是() 图 638A三个液滴在真空盒中都做平抛运动B三个液滴的运动时间不一定相同C三个液滴落到底板时的速率相同D液滴 C 所带电荷量最多解析：选 D三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项 A 错误。由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项 B 错误。三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴到底板时的速率不相同，选项 C 错误。由于液滴 C 在水平方向位移最大，说明液滴 C 在水平方
7、向加速度最大，所带电荷量最多，选项 D 正确。 该资料由 友情提供【提分秘籍】1基本规律设粒子带电荷量为 q，质量为 m，两平行金属板间的电压为 U，板长为 l，板间距离为 d(忽略重力影响), 则有(1)加速度：a 。Fm )在电场中的运动时间：t 。)速度v ， 。)位移两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的。证明：由 得 。12 )粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点 O 为粒子水平位移的中点，即 O 到电场边缘的距离为 。一反三】 如图 6310 所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为 d8 长为 l25
8、 在直流电源上，有一带电液滴以 .5 m/s 的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到 P 处时迅速将下板向上提起 滴刚好从金属板末端飞出，求：43图 6310(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小；(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到 P 点所用时间为多少？ (g 取 10 m/析：(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有：该资料由 友情提供 q qU1)2 m/s 2(2)0.3 s【高考风向标】1.【2015全国新课标14】如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两
9、板绕过 a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转 45，再由 a 点从静止释放一同样的微粒，改微粒将A保持静止状态 B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动 D向左下方做匀加速运动【答案】D【解析】现将两板绕过 a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电该资料由 友情提供，所以现将两板绕过 a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转后，带电微粒受两大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故 D 正确，A、B、C 错误。1. (2014北京卷，15)如图 1 所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是 ()图 1A1、2 两点的
10、场强相等 B1、3 两点的场强相等 C1、2 两点的电势相等 D2、3 两点的电势相等解析同一电场中，电场线越密的地方场强越大，所以 1 点场强大于 2、3 点场强，A、B 错误；同一等势面上各点电势相等，沿电场线方向电势降低，故 C 错误，D 正确。答案2014天津4) 如图 5 所示，平行金属板 A、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图 5A若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷B微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加C微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加D微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加
11、答案情提供(2013广东15) 喷墨打印机的简化模型如图 11 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()图 11A向负极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与所带电荷量无关答案2012江苏2) 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容 C 和两极板间的电势差 U 的变化情况是()AC 和 U 均增大 BC 增大，U 减小CC 减小，U 增大 DC 和 U 均减小答案平行板电容器电容的决定式 C 知，当插入电介质后， r 变大，则在 S、d 不变 增大
12、；由电容定义式 C ，得 U ，又电荷量 Q 不变，故两极板间的电势差小，选项 B 正确该资料由 友情提供【高考押题】1如图 1 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() 图 1A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP 点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D电容器的电容减小，极板带电荷量将增大解析：选 B上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为电源电动势 E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A 错；P 点的电势大于 0，且 P
13、点与下极板间的电势差减小，所以 P 点的电势降低，B 对；两极板间电场方向竖直向下，所以 P 点电势减小时，油滴的电势能应增加，C 错；电容器的电容 C，由于 d 增大，电容 C 应减小，极板带电荷量 Q减小，D 错。多选) 如图 2 所示的电路，闭合开关，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。为了使液滴竖直向上运动，下列操作可行的是() 图 2A断开开关，将两板间的距离拉大一些B断开开关，将两板水平地向相反方向移开一些C保持开关闭合，将两板间的距离减小一些D保持开关闭合，以两板各自的左侧板沿为轴，同时向上( 即逆时针方向)转过一个小角度该资料由 友情提供(多选) 如图 3 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，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则()图 3A平行板电容器的电容将变小B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将减少D若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变该资料由 友情提供h
