高考物理总复习 6.3电容器与电容 带电粒子在电场中的运动考题演练（含解析）试题VIP免费

1.(2013·广东高考)喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中()A.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电量无关【解析】选C。微滴带负电,进入电场,受电场力向上,应向正极板偏转,A错误;电场力做正功,电势能减小,B错误;微滴在电场中做类平抛运动,沿v方向：x=vt,沿电场方向：y=at2,又a=,得y=x2,即微滴运动轨迹是抛物线,且运动轨迹与电荷量有关,C正确、D错误。2.(多选)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)由直线运动的条件分析带电粒子的受力情况,并确定运动的性质。(2)由动能定理分析能量的变化情况。【解析】选B、D。分析带电粒子的受力情况,画出其受力图如图所示。可以看出其合力方向与其速度方向相反。所以,带电粒子在电场中做匀减速运动。电场力做负功,重力不做功,动能减少,电势能增加,故选项A、C错误,选项B、D正确。3.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()A.C和U均增大B.C增大,U减小C.C减小,U增大D.C和U均减小【解析】选B。由C=知,S和d不变,插入电介质时,εr增大,电容增大,由C=可知：Q不变时,C增大,则两板间的电势差U一定减小,故选B。4.美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量。如图,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则()A.油滴带正电B.油滴带电荷量为C.电容器的电容为D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动【解析】选C。由题意知油滴受到的电场力竖直向上,又上极板带正电,故油滴带负电荷,设油滴带电荷量为q,则极板带电荷量为Q=kq,由于qE=mg,E=,C=,解得q=,C=,将极板N向下缓慢移动一小段距离,U不变,d增大,则场强E减小,重力将大于电场力,油滴将向下运动,只有选项C正确,A、B、D错。5.(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。【解析】设电荷质量为m,经过a点和b点时速度大小为va和vb,由牛顿第二定律有Na+qE=m①Nb-qE=m②经过a点和b点时动能分别为Eka和Ekb,Eka=m③Ekb=m④从a点到b点的过程用动能定理有Ekb-Eka=2rqE⑤联立①②③④⑤得E=(Nb-Na)Eka=(Nb+5Na)Ekb=(5Nb+Na)答案：(Nb-Na)(Nb+5Na)(5Nb+Na)