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1、课后限时集训田电容器、带电粒子在电场中的运动建议用时：45分钟山组基础巩固练1如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动， 它通过皮肤上的电 极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使70 yF电容器充电 到5 000 V,存储875 J能量，抢救病人时一部分能量在 2 ms脉冲时间通过电极 板放电进入身体，此脉冲的平均功率为 100 kW。下列说法正确的是（ ）A 电容器放电过程中电压不变B 电容器充电至2 500 V时，电容为35 yFC 电容器充电至5 000 V时，电荷量为35 CD 电容器所释放出的能量约占存储总能量的23%D 电容器放电过程，电荷量减少，电压减小，选
2、项A错误；电容不随电压、电荷量的变化而变化,选项B错误;由 C =着知 Q = CU = 70X 10-6X 5X 103PtC= 0.35 C,选项C错误；由n=知,E总100X 103X 2X 10-3n=x 100% = 23%875选项D正确。2.（2019深圳一模）如图所示，带电的平行板电容器和静电计用导线相连,（）A 若仅使上极板上移一段距离，则电容器的电容增大B 若仅向两极板间插入云母介质，则板极间电场强度减小C 若静电计指针张角增大，可能仅是因为两极板正对面积增大D 若静电计指针张角减小，可能仅是因为两极板间距变大B 根据平行板电容器电容的决定式可知， 若仅使上极板上移一段距离
3、，电 容器两极板间距离增大，则电容器的电容减小，选项A错误；若仅向两极板间插入云母介质，极板间介电常数变大，电容器电容增加，由U=知，极板间电势差变小，由E=知，极板间电场强度减小，选项 B正确；若两极板正对面积 增大，由电容决定式知，电容器电容增大，由 U = 知，极板间电势差变小，则静电计指针张角减小，选项 C错误；若两极板间距变大，则电容器电容减小,同理可知极板间电势差变大，静电计指针张角变大，选项 D错误。3.如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从 同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a点，b粒子打在I 的b点。若不计粒子重力，贝U ()A . a
4、的电量一定大于 b的电量B b的质量一定大于a的质量C a的比荷一定大于b的比荷D b的比荷一定大于a的比荷C 由题知，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由x=2hmavvoV。，由于 V。, EqaC正确。分别与电源两极相连,4. (2018江苏高考)如图所示，水平金属板 A、B电油滴处于静止状态。现将 B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（油精A仍然保持静止C 向左下方运动B .竖直向下运动D .向右下方运动D 由于水平金属板A、B分别与电源两极相连，两极板之间的电势差不变,将B板右端向下移动一小段距离，极板之间的电场强度将减小，油滴所受电场 力减小，且电场力方向斜向
5、右上方向，则油滴所受的合外力斜向右下方， 所以该 油滴向右下方运动，选项 D正确。5. （2019江苏高考）一匀强电场的方向竖直向上，t = 0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是（）动，加速度为晋，经过时间t，电场力方向速度为 歩，功率为P= Fv = qE X歩，所以P与t成正比，故A正确。6. 如图所示，两块平行、正对的金属板水平放置，分别带有等量的异种电荷， 使两板间形成匀强电场，两板间的距离为d。有一带电粒子以某速度vo紧贴着A 板左端沿水平方向射入匀强电场，带电粒子恰好落在B板的右边缘。带电粒子所受的重力忽略不计。
6、现使该粒子仍从原位置以同样的方向射入电场，但使该 粒子落在B板的中点，下列措施可行的是（）ALI晦 r%taIiH1A 仅使粒子的初速度变为2voB 仅使粒子的初速度变为2plC 仅使B板向上平移dD 仅使B板向下平移dB 带电粒子在垂直电场方向做匀速直线运动， 有x = vot,在沿电场方向做2 2 2初速度为零的匀加速直线运动，有 d= 2*=2 mdt2，联立可得x2=qu ，现在要使x变为原来的一半，即x2为原来的四分之一，所以需要将粒子的初速度变为学，A错误，B正确；仅使B板向上平移号，则根据C = 4可得电容增大Q11为原来的两倍，根据u=q可得电压变为原来的2，x2变为原来的，c
7、错误；仅一 1 一 2使B板向下平移d,同理可得电容变为原来的2，电压变为原来的2倍，x2变为原来的2倍，D错误。7. 侈选）有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。 其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速 度垂直射入偏转电场，再经过偏转电场后打到纸上，显示出字符，不考虑墨汁 的重力，为使打在纸上的字迹缩小（偏转距离减小），下列措施可行的是（）抵A 减小墨汁微粒的质量B 减小偏转电场两极板间的距离C .减小偏转电场的电压D .减小墨汁微粒的喷出速度C 微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场后做类平抛运动，则在水平方向上有L = vot，在竖直方向上有
8、 尸*at2，加速度为a= md，联立解得y二蕊二qiE，要缩小字迹，就要减小微粒在竖直方向上的偏转量 y,由上式分析可知， 可采用的方法：增大墨汁微粒的质量、增大偏转电场两极板间的距离、 增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0（增大墨汁微粒的喷出速度）、减小偏转电场的电压U等，故A、B、D错误，C正确。8. （2019贵州重点中学联考）如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场 强度大小为E,有一个半圆形轨道，圆心为 0。一带电粒子质量为m,电荷量为+ q（重力不计），从与圆心等高的轨道上 A点以水平速度vo向右入射，落在轨道02mvo 0D - qEtan 2上C点，已知OC与OB的夹角
9、为则带电粒子从A点运动到C点的时间为（ ）2mvo0A. qE cos 2 mvo0C.-qEcos 2B 设轨道半径为R,由图中几何关系可知，A、C之间的水平距离x= R +Rcos 0,竖直高度h = Rsin 0,带电粒子在电场中运动受到的电场力 F = qE,加速度a= ，设带电粒子从A点运动到C点的时间为t,由类平抛运动规律，有x = v0t, h =at2，联立解得 t= 2qEptan 0,选项 B 正确。9. 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
10、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大小;(2) 极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3) 小球从开始下落至运动到下极板处的时间。解析(1)设小球到达小孔处的速度大小为 v ,由自由落体运动规律有v2= 2gh,得 v = , 2gh。(2)设小球在极板间运动的加速度大小为 a,由 v2 = 2ad,得 a=晋,由牛顿第二定律 qE mg = ma,电容器的电荷量Q= CU= CEd,mg h + dqdCmg h + dq1由h = qgt2得小球做自由落体运动的时间ti =由0= v at2得小球在电场中运动的时间
11、则小球运动的总时间t= ti + t2 =h + d 2h h : g答案. 2ghmg h + dmV_Cmg h+ dqh + dIT组素养提升练10. (多选)(2019烟台一模)在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度v从a点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到 b点时速度大小仍为v，方向竖直向下。已知颗粒的质量为 m，电荷量为q，重力加速度为g,则颗粒从a运动到b的过程中()A .做匀变速运动B .速率先增大后减小1C .电势能增加了 2mv2a点的电势比b点低2mvqAC 颗粒受到的重力和电场力是恒力，所以颗粒做的是匀变速运动，故 A正确；颗粒所受重力与电场力的合力斜向左下方，则
12、颗粒的速率先减小后增大，1故B错误；在沿电场方向，颗粒的动能减小量为AEk= qmv2，减小的动能转化1为了颗粒的电势能，所以颗粒电势能增加了 imv2,故C正确；在沿电场方向有1qUab = 0 2mv2，解得 Uab =mq，所以a点的电势比b点低，故d错误。11. 侈选）（2019苏锡常镇一模）如图所示，地面上方分布着竖直向上的匀强电 场。一带正电的小球从油中 A处由静止释放后竖直下落，已知小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，M和N是小球下落过程中经过的两个位置。 在此过程中，小球（）A .在AB段的加速度大小逐渐增大B .在N点的机械能比M点的小C .机械能和电势能的总量保持不
13、变D .机械能的变化量大于电势能的变化量BD 小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，故AB段合力大于0,而BC段合力等于0,所以在AB段合力必然在减小，即在 AB段的加速度大小 逐渐减小，A错误；由于下落过程中，电场力和阻力始终做负功，导致小球的机 械能减小，故B正确；下落过程中，阻力也会做功，导致部分机械能转化为内 能，使机械能和电势能的总量减少，故 C错误；下落过程中，小球的机械能不 断减小，转化为电势能和内能，故机械能的减少量大于电势能的增加量，故D正确。12. (2019重庆九校联盟联考)在如图所示的平面直角坐标系 xOy中，第I象 限区域内有沿y轴正方向(竖直向上)的匀强电场，
14、电场强度大小Eo= 50 N/C;第 W象限区域内有一宽度d= 0.2 m、方向沿x轴正方向休平向右)的匀强电场。质 量m = 0.1 kg、带电荷量q=+ 1 x 10_初速度V0的大小； A、B两点间的电势差 Uab ； 小球经过B点时的速度大小。解析(1)小球进入竖直方向的匀强电场后做类平抛运动，小球带正电， 受 C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂 直y轴方向进入第I象限后，从x轴上的A点进入第W象限，并恰好沿直线通 过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为(0,0.4 m)，(0.4 m,0)，取重力 加速度g= 10 m/s2。求：到的电场力方向竖直向上，根据牛顿第二定律，加速度a=mg qE0m/s2,根据平抛运动规律，小球沿水平方向做匀速运动，有 xa = v0t，竖直方向有yp = |at2,代入数据，解得vo= 1 m/s(2)设水平电场的电场强度大小为 E,因未进入水平电场前，带电小球做类平抛运动，所以进入电场时竖直方向的速度vy= 2ypa,因为小球在水平电场区域恰好做直线运动， 所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，即速度方向与合外力的方向相同，有qE vo mg vy，解得 E = 50 N/C ,设小球在水平电场中运动的水平距离为 I,qE =丄
