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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 電場 第3講 電容器與電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動學(xué)案
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2017年湖南邵陽高三大聯(lián)考)根據(jù)大量科學(xué)測試可知,地球本身就是一個(gè)電容器.通常大地帶有50萬庫侖左右的負(fù)電荷,而地球上空存在一個(gè)帶正電的電離層,這兩者之間便形成一個(gè)已充電的電容器,它們之間的電壓為300 kV左右.地球的電容約為( )
A.0.17 F B.l.7 F C.17 F D.170 F
2.(2017年湖南懷化高三二模)如圖K6-3-1所示,將平行板電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相接,兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)貼著下板迅速插入一定厚度的金屬板
2、,則在插入過程中( )
圖K6-3-1
A.電路將有逆時(shí)針方向的短暫電流
B.電容器的帶電量減小
C.帶電液滴仍將靜止
D.帶電液滴將向下做加速運(yùn)動
3.(2017年湖南長沙雅禮中學(xué)高三月考)如圖K6-3-2所示,兩加上電壓的水平平行金屬板之間放了一薄帶電金屬網(wǎng),形成了上下兩個(gè)勻強(qiáng)電場空間,場強(qiáng)分別為E1、E2(方向均豎直向下).兩不計(jì)重力的帶電微粒,從離開金屬網(wǎng)d1、d2處先后水平射入電場(不考慮兩微粒間的庫侖力),運(yùn)動軌跡與金屬網(wǎng)相交于同一點(diǎn),則以下判斷錯(cuò)誤的是( )
圖K6-3-2
A.兩微粒一定帶異種電荷
B.若兩微粒初速度相同,則到達(dá)金屬網(wǎng)所用的時(shí)間
3、相同
C.不改變其他物理量,僅將E1和d1同時(shí)減半,兩粒子運(yùn)動軌跡仍然能相交于同一點(diǎn)
D.若E1>E2,d1=d2,則上方微粒的比荷(帶電量與質(zhì)量的比值)較小
4.一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地.兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn),如圖K6-3-3所示,以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢,Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能,若正極板保持不動,將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離x0的過程中,各物理量與負(fù)極板移動距離x的關(guān)系圖象正確的是( )
圖K6-3-3
A B
4、 C D
5.如圖K6-3-4所示的交變電壓加在平行板電容器的A、B兩極板上,開始時(shí)B板電勢比A板電勢高,這時(shí)有一個(gè)原來靜止的電子正處在兩板的中間,它在電場力作用下開始運(yùn)動,設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大,下列說法正確的是( )
圖K6-3-4
A.電子一直向著A板運(yùn)動
B.電子一直向著B板運(yùn)動
C.電子先向A板運(yùn)動,然后返回向B板運(yùn)動,之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動
D.電子先向B板運(yùn)動,然后返回向A板運(yùn)動,之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動
二、多項(xiàng)選擇題
6.在如圖K6-3-5所示的豎直向下的勻強(qiáng)電場中,用絕緣的細(xì)線拴住帶電小球在豎
5、直平面內(nèi)繞懸點(diǎn)O做圓周運(yùn)動,下列說法正確的是( )
圖K6-3-5
A.帶電小球有可能做勻速圓周運(yùn)動
B.帶電小球有可能做變速圓周運(yùn)動
C.帶電小球通過最高點(diǎn)時(shí),細(xì)線拉力一定最小
D.帶電小球通過最低點(diǎn)時(shí),細(xì)線拉力有可能最小
7.(2016年山東淄博、萊蕪二模)如圖K6-3-6所示,平行板電容器兩極板水平放置,電容為C.電容器與一直流電源相連,初始時(shí)開關(guān)閉合,極板間電壓為U,兩極板間距為d,電容器儲存的能量E=CU2.一電荷量為q的帶電油滴以初動能Ek從平行板電容器的軸線水平射入(極板足夠長),恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過電容器,則( )
圖K6-3-6
A.保持
6、開關(guān)閉合,只將上極板下移,帶電油滴仍能沿水平線運(yùn)動
B.保持開關(guān)閉合,只將上極板下移,帶電油滴將撞擊上極板,撞擊上極板時(shí)的動能為Ek+
C.?dāng)嚅_開關(guān)后,將上極板上移,若不考慮電容器極板的重力勢能變化,外力對極板做功至少為CU2
D.?dāng)嚅_開關(guān)后,將上極板上移,若不考慮電容器極板的重力勢能變化,外力對極板做功至少為CU2
8.(2017年四川成都高三模擬)如圖K6-3-7所示,光滑絕緣的水平面內(nèi)存在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,長度為l絕緣光滑的擋板AC與電場方向夾角為30°.現(xiàn)有質(zhì)量相等、電荷量均為Q的甲、乙兩個(gè)帶電體從A處出發(fā),甲由靜止釋放,沿AC邊無摩擦滑動,乙以垂直于電場方向的初速度運(yùn)動,甲
7、、乙兩個(gè)帶電體都通過C處.則甲、乙兩個(gè)帶電體( )
圖K6-3-7
A.發(fā)生的位移相等
B.通過C處的速度相等
C.電勢能減少量都為EQl
D.從A運(yùn)動到C時(shí)間之比為
三、非選擇題
9.如圖K6-3-8所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=8 cm,板長為l=25 cm,接在直流電源上.有一帶電液滴以v0=0.5 m/s的初速度從板間的正中央水平射入,恰好做勻速直線運(yùn)動,當(dāng)它運(yùn)動到P處時(shí)迅速將下板向上提起 cm,液滴剛好從金屬板末端飛出.求:
(1)將下板向上提起后,液滴的加速度大?。?
(2)液滴從射入電場開始計(jì)時(shí),勻速運(yùn)動到P點(diǎn)所用的時(shí)間.(g取10 m/s2)
8、
圖K6-3-8
10.(2017年山東濟(jì)寧高三模擬)圖K6-3-9為研究電子槍中電子在恒定電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖.在xOy平面的第一象限,存在以x軸、y軸及雙曲線y=的一段(0≤x≤l,0≤y≤l)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅰ,電場強(qiáng)度為E;在第二象限存在以(-2l≤x≤0,0≤y≤l)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅱ.一電子(電荷量大小為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力)從電場Ⅰ的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放,恰好從N點(diǎn)離開電場區(qū)域Ⅱ.求:
(1)電子通過C點(diǎn)時(shí)的速度大?。?
(2)電場區(qū)域Ⅱ中的電場強(qiáng)度的大小.
(3)試證明:從AB曲線上的任一位置由靜止釋放的電子都能從N點(diǎn)離開電場.
圖K6-3-9
11.(2017年甘肅高三二診)如圖K6-3-10所示,靜止于A處的離子,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后沿圖中的半圓弧虛線通過靜電分析器,從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左.靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場,已知圓弧所在處場強(qiáng)大小都為E0,方向沿圓弧半徑指向圓心O.離子質(zhì)量為m、電荷量為q,QN=2d、PN=3d,離子重力不計(jì).
(1)求圓弧虛線對應(yīng)的半徑r的大?。?
(2)若離子恰好能打在QN的中點(diǎn)上,求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的值.
圖K6-3-10