专题6-3+电容器 带电粒子在电场中运动（题型专练）-2019年高考物理热点题型和提分秘籍
1．如图所示，正方体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以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 ( )
A．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
答案：D
2．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键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条件，油滴仍能静止不动的是 ( )
A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
答案：B
解析：带电粒子原来平衡＝mg。当增大R1阻值时，电路的总电阻增大，电路总电流减小，内电压减小，路端电压U增大，带电粒子向上加速，A错，增大R2，路端电压不变，油滴级静止，B正确；增大两板间距离，
0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )
A. B.
C. D.
解析：B 当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动．将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当vy＝0时，根据运动学公式有v＝2d，vy＝v0cos 45°，Ek0＝mv，联立得E＝，故选项B正确．
19．(多选)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是( )
A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3
B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4
C．小球落到B点时的动能为32 J
D．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J
20.如图所示，两块平行金属板c、d竖直放置，其间有用绝缘细线悬挂的带电小球，闭合开关，滑片P位于ab正中间时，小球偏离竖直方向α角，则( )
A．保持滑片P位置不变，将板c略向右移动，α角将变小
B．仅断开开关，α角将不变
C．仅调节电阻箱R使其阻值增大，α角将变大
D．仅将滑片向b端移动时，α角将变大
确．
21.将如图所示的交变电压加在平行板电容器A、B两板上，开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场力作用下开始运动，设A、B两极板间的距离足够大，下列说法正确的是( )
A．电子一直向着A板运动
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动
D．电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动
解析：D 根据交变电压的变化规律，作出电子的加速度a、速度v随时间变化的图线，如图甲、乙．从图中可知，电子在第一个内做匀加速运动，第二个内做匀减速运动，在这半周期内，因初始B板电势比A板电势高，所以电子向B板运动，加速度大小为.在第三个内电子做匀加速运动，第四个内做匀减速运动，但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反，向A板运动，加速度大小为.所以电子在交变电场中将以t＝时刻所在位置为平衡位置做周期性往复运动，综上分析选项D正确．
22．如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L＝10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L＝10 cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示．(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：
(1)在t＝0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处．
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长？
(2)由题知电子偏移量y的最大值为，
所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L＝30
cm.
答案：(1)O点上方13.5 cm处 (2)30 cm
23.如图所示，一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x轴上定点b，可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电扬．已知所加电场的场强大小为E，电场区域沿x方向的宽度为s，Oa＝L，Ob＝2s，粒子的质量为m，带电量为q，重力不计，试讨论电场的左边界与b的可能距离．
解析：设电场左边界到b点的距离为Δx，已知电场宽度为s，Ob＝2s，分以下两种情况讨论：
(1)若粒子在离开电场前已到达b点，如图甲所示，即
Δx≤s，则Δx＝v0t
y＝L＝t2
联立解得Δx＝.
24．如图甲所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，在细杆右侧d＝0.30 m的A点处有一固定的点电荷．细杆上套有一带电荷量q＝1×10－6 C、质量m＝0.05 kg的小环．设小环与点电荷的竖直高度差为h，将小环由静止释放后，其动能Ek随h的变化曲线如图乙所示．已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，重力加速度g＝10 m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(1)试估算点电荷所带电荷量Q的大小；
(2)求小环位于h1＝0.40 m处时的加速度a；
(3)求小环从h2＝0.30 m处下落到h3＝0.12 m处的过程中，其电势能的改变量．
解析：(1)由题图乙可知，当h′＝0.36 m(或h′＝0.12 m)时，
小环所受合力为零，则有k×＝mg
代入已知数据解得Q＝＝1.6×10－5 C.
(2)小环加速度沿杆方向，则mg－F1＝ma
又F1＝k.
代入已知数据解得a＝0.78 m/s2，方向竖直向下．
25．如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C，现有质量m＝0.20kg，电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知sAB＝1.0m，带电体与轨道AB、CD的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：(取g＝10m/s2)
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；
(2)带电体最终停在何处。
答案：(1)10m/s (2)与C点的竖直距离为m处
解析：(1)设带电体到达C点时的速度v，由动能定理得：
qE(sAB＋R)－μmgsAB－mgR＝mv2
解得v＝10m/s。
(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，由动能定理得：－mgh－μqEh＝0－mv2
解得h＝m
在最高点，带电体受到的最大静摩擦力Ffmax＝μqE＝4N，
重力G＝mg＝2N
因为G
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