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第3講　電容器與電容　帶電粒子在電場中的運動 一、單項選擇題 1．(2017年湖南邵陽高三大聯(lián)考)根據(jù)大量科學測試可知，地球本身就是一個電容器．通常大地帶有50萬庫侖左右的負電荷，而地球上空存在一個帶正電的電離層，這兩者之間便形成一個已充電的電容器，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K631所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正、負極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)貼著下板迅速插入一定厚度的金屬板，則在插入過程中(　　) 圖K631 A．電路將有逆時針方向的短暫電流 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動 3．(2017年湖南長沙雅禮中學高三月考)如圖K632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)，形成了上下兩個勻強電場空間，場強分別為E1、E2(方向均豎直向下)．兩不計重力的帶電微粒，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)，運動軌跡與金屬網(wǎng)相交于同一點，則以下判斷錯誤的是(　　) 圖K632 A．兩微粒一定帶異種電荷 B．若兩微粒初速度相同，則到達金屬網(wǎng)所用的時間相同 C．不改變其他物理量，僅將E1和d1同時減半，兩粒子運動軌跡仍然能相交于同一點 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，負極板接地．兩板間有一個正試探電荷固定在P點，如圖K633所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、φ表示P點的電勢，Ep表示正電荷在P點的電勢能，若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離x0的過程中，各物理量與負極板移動距離x的關系圖象正確的是(　　) 圖K633 A B C D 5．如圖K634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B板電勢比A板電勢高，這時有一個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動，設A、B兩極板間的距離足夠大，下列說法正確的是(　　) 圖K634 A．電子一直向著A板運動 B．電子一直向著B板運動 C．電子先向A板運動，然后返回向B板運動，之后在A、B兩板間做周期性往返運動 D．電子先向B板運動，然后返回向A板運動，之后在A、B兩板間做周期性往返運動 二、多項選擇題 6．在如圖K635所示的豎直向下的勻強電場中，用絕緣的細線拴住帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點O做圓周運動，下列說法正確的是(　　) 圖K635 A．帶電小球有可能做勻速圓周運動 B．帶電小球有可能做變速圓周運動 C．帶電小球通過最高點時，細線拉力一定最小 D．帶電小球通過最低點時，細線拉力有可能最小 7．(2016年山東淄博、萊蕪二模)如圖K636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，初始時開關閉合，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K636 A．保持開關閉合，只將上極板下移，帶電油滴仍能沿水平線運動 B．保持開關閉合，只將上極板下移，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時的動能為Ek＋ C．斷開開關后，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．斷開開關后，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K637所示，光滑絕緣的水平面內(nèi)存在場強為E的勻強電場，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動，甲、乙兩個帶電體都通過C處．則甲、乙兩個帶電體(　　) 圖K637 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運動到C時間之比為 三、非選擇題 9．如圖K638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，恰好做勻速直線運動，當它運動到P處時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時，勻速運動到P點所用的時間．(g取10 m/s2) 圖K638 10．(2017年山東濟寧高三模擬)圖K639為研究電子槍中電子在恒定電場中運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)為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ，電場強度為E；在第二象限存在以(－2l≤x≤0,0≤y≤l)為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅱ.一電子(電荷量大小為e，質(zhì)量為m，不計重力)從電場Ⅰ的邊界B點處由靜止釋放，恰好從N點離開電場區(qū)域Ⅱ.求： (1)電子通過C點時的速度大?。? (2)電場區(qū)域Ⅱ中的電場強度的大?。? (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點離開電場． 圖K639 11．(2017年甘肅高三二診)如圖K6310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點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，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． (1)求圓弧虛線對應的半徑r的大?。? (2)若離子恰好能打在QN的中點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強電場場強E的值． 圖K6310