第3讲电容器带电粒子在电场中的运动一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2016·陕西西北工业大学附属中学期中检测)静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计。开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行的是(A)A.断开开关S后,将A、B分开些B.保持开关S闭合,将A、B两极板分开些C.保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些D.保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动【解析】断开开关,电容器带电量不变,将AB分开一些,则d增大,根据C=知,电势差增大,指针张角增大,A项正确;保持开关闭合,电容器两端的电势差不变,则指针张角不变,B、C项错误;保持开关闭合,电容器两端的电势差不变,变阻器仅仅充当导线功能,滑动触头滑动不会影响指针张角,D项错误。2.(2015·锦州二模)(多选)如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d。带负电的小球质量为m,带电量为q,从下极板N的小孔P处,以初速度v0射入,沿直线到达上极板M上的Q点,若重力加速度为g。则(BD)A.小球在M、N间运动的加速度不为零B.M板电势高于N板电势C.小球从P到Q,电势能增加了mgdD.M、N间电势差大小为【解析】小球受重力、电场力,沿直线运动,则说明重力与电场力平衡,则加速度为零,A项错误;由重力和电场力平衡,可知电场力向上,由于小球带负电,故电场线方向向下,故M板电势高于N板电势,B项正确;由于电场力与重力平衡,即F=mg,电场力方向向上,做正功,W=Fd=mgd,故电势能减少mgd,C项错误;电场力做功W=qU=mgd,解得U=,D项正确。3.(多选)如图所示,平行板电容器AB两极板水平放置,A在上方,B在下方,现将其和二极管串联接在电源上,已知A和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球从AB间的某一固定点水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板始终平行),则下列说法正确的是(BC)A.若小球带正电,当AB间距增大时,小球打在N点的右侧B.若小球带正电,当AB间距减小时,小球打在N点的左侧C.若小球带负电,当AB间距减小时,小球可能打在N点的右侧D.若小球带负电,当AB间距增大时,小球可能打在N点的左侧【解析】若小球带正电,当d增大时,电容减小,但二极管具有单向导电性,电容器上电荷不能流回电源,Q不可能减小,所以Q不变,根据E=,E不变,所以电场力不变,小球仍然打在N点,A项错误;若小球带正电,当d减小时,电容增大,Q增大,所以d减小时E增大,所以电场力变大向下,小球做平抛运动竖直方向加速度增大,运动时间变短,打在N点左侧,B项正确;若小球带负电,当AB间距d减小时,电容增大,则Q增大,所以d减小时E增大,所以电场力变大向上,若电场力小于重力,小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小,运动时间变长,小球将打在N点的右侧,C项正确;若小球带负电,当AB间距d增大时,电容减小,但Q不可能减小,所以Q不变,E不变所以电场力大小不变,方向向上,小球将仍打在N点,D项错误。4.(2015·深圳调研)(多选)如图,竖直放置的平行金属板带等量异种电荷,一不计重力的带电粒子从两板中间以某一初速度平行于两板射入,打在负极板的中点,以下判断正确的是(AC)A.该带电粒子带正电B.该带电粒子带负电C.若粒子初速度增大到原来的2倍,则恰能从负极板边缘射出D.若粒子初动能增大到原来的2倍,则恰能从负极板边缘射出【解析】两板之间存在水平向右的匀强电场,粒子向右弯曲,说明受到向右的电场力,因此该带电粒子带正电,A项正确,B项错误;根据类平抛运动的特点得2倍,因此不能从负极板边缘射出,D项错误。5.(2015·江苏高考)(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球(BC)A.做直线运动B.做曲线运动C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小【解析】小球受到的电场力水平向左,重力竖直向下,因此重力与电场力的合力斜向左下且恒定,与初速度的方向夹角大于90°,因此小球做类斜上抛运动,轨道是抛物线,速率先减小后增大,B、C项正确。6.(2015·盐城检测)如图所示,地面上某个空间区域存在这样的电场,水平虚线上方为场强E1,方向竖直向下的匀强电场;虚线下方为场强E2,方向竖直向上的匀...
