2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教案 解答“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”一類試題，應(yīng)了解以下內(nèi)容：帶電粒子的加速，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中(若不計(jì)粒子的重力)可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理或動(dòng)能定理W=qEd=qU=.在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中W=qU= 帶電粒子的偏轉(zhuǎn)類平拋運(yùn)動(dòng)：帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=，平行于場(chǎng)強(qiáng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)偏移位移y= 粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)，逆著粒子射出電場(chǎng)的方向看，粒子好像從極板中間x=處直接射出的如圖18-2-1所示x=若不同粒子從靜止經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)(U1)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2，則偏移位移y=由上式可知，粒子的偏移位移，偏轉(zhuǎn)角與粒子m、g無(wú)關(guān)，僅決定于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們?cè)陔妶?chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角、偏移位移總是相同的. I 高考最新熱門題 1 (典型例題)湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后，穿過(guò)A中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P，間的區(qū)域當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到O點(diǎn)O與O點(diǎn)的豎直間距為d，水平間距可忽略不計(jì)此時(shí)，在p和p，間的區(qū)域，再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，極板間距為b極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖18-2-2所示) (1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小；(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式命題目的與解題技巧：本題考查的知識(shí)點(diǎn)有帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)和洛侖茲力模型和運(yùn)算過(guò)程都比較常見 解析 (1)當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，亮點(diǎn)重新回復(fù)到中心O點(diǎn)，設(shè)電子的速度為v，則evB=eE得：v=EB，即v= (2)當(dāng)極板間僅有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，電子以速度v進(jìn)入后，豎直方向作勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為：a=電子在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t1=這樣，電子在電場(chǎng)中，豎直向上偏轉(zhuǎn)的距離為：dl= 離開電場(chǎng)時(shí)豎直向上的分速度為： =at1= 電子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t2時(shí)間到達(dá)熒光屏：t2=L2v t1時(shí)間內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的距離為：d2=vtt2= 這樣，電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為：d=d1+d2= 可解得 答案 2 (典型例題)光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行，一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的初速度vo進(jìn)入該正方形區(qū)域當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能可能為答案： ABC 指導(dǎo)：畫出如D181所示的示意圖，不防假設(shè)小球所帶電荷的電性為，若在A點(diǎn)進(jìn)入，則可能不能運(yùn)動(dòng)到上邊而又加到下邊，電場(chǎng)力做功為零，所以C可選由于電場(chǎng)力做的是負(fù)功，小球運(yùn)動(dòng)到最上面時(shí)，很可能速度正好為零所以A可選若小球由B點(diǎn)進(jìn)入，則動(dòng)到下邊時(shí)，電場(chǎng)力所做的功為qEl，所以小球的動(dòng)能為：B可選綜上所述，本題的答案應(yīng)為ABC 3 (典型例題)圖18-2-3是某種靜電分選器的原理示意圖兩個(gè)豎直放置的平行金屬板帶有等量異號(hào)電荷，形成勻強(qiáng)電場(chǎng)分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時(shí)，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電經(jīng)分選電場(chǎng)后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上已知兩板間距d=0.1 m，板的長(zhǎng)度l=0.5m，電場(chǎng)僅局限在乎行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為1105Gkg設(shè)顆粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零，分選過(guò)程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計(jì)要求兩種顆粒離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量重力加速度g取10ms2 (1)左右兩板各帶何種電荷?兩極板間的電壓多大? (2)若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時(shí)的速度大小是多少? (3)設(shè)顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時(shí)，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達(dá)式并求出經(jīng)過(guò)多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01 m.答案：(1)左板帶負(fù)電荷，右板帶正電荷U=1104 V (2)v= 4m/s (3)n=4指導(dǎo)：(1)左板帶負(fù)電荷，右板帶正電荷，依題意，顆粒在平行板間的豎直方向上滿足l=gt2 在水平方向上滿足s= 兩式聯(lián)立得 =104 V (2)根據(jù)動(dòng)能定理，顆粒落到水平傳送帶上滿足(3)在豎直方向顆粒作自由落體運(yùn)動(dòng)，它第一次落到水平傳送帶上沿豎直方向的速度反彈高度為根據(jù)題設(shè)條件，顆粒第n次反彈后上升的高度 4 (典型例題)如圖18-2-4所示，A、B為水平放置的平行金屬板，板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P已知若在A、B間加電壓Uo，則質(zhì)點(diǎn)P可以靜止平衡現(xiàn)在A、B間加上如圖18-2-5所示的隨時(shí)間t變化的電 壓U，在t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速度為0已知質(zhì)點(diǎn)P能在A、B之間以最大的幅度上下運(yùn)動(dòng)而又不與兩板相碰，求圖18-2-中U改變的各時(shí)刻t1、t2、t3及tn的表達(dá)式(質(zhì)點(diǎn)開始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn)，及以后每次從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電壓只改變一次)答案：指導(dǎo)：設(shè)質(zhì)點(diǎn)戶的質(zhì)量為m，電荷量大小為q，根據(jù)題意，當(dāng) A、B間的電壓為U0時(shí)，有 當(dāng)兩板間的電壓為2U0時(shí)，p的加速度向上，其大小為a，則有 解得：a=g當(dāng)兩板間的電壓為零時(shí)，p自由下落，加速度為g，方向向下在t=0時(shí)，兩板間的電壓為2U0，p自A、B間的中點(diǎn)向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為g，經(jīng)過(guò)T1，P的速度變?yōu)関1，此時(shí)使電壓變?yōu)榱?，讓P在重力作用下勻減速運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)T1，P正好到達(dá)A板且速度為零，故有 v1=gTl，0=vl-gTl，由以上各式得因?yàn)閠1=T1,所以在重力作用下，P由A板處向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T2，速度為v2,方向向下，這時(shí)加上電壓使P做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T2, P到達(dá)O板且速度為零，故有 v2=gT2，0=v2-gT2，由以上各式得T2=T2，T2=因?yàn)閠2=t1+T1 +T2，所以t2=(+1) 在電場(chǎng)力與重力的合力作用下，P由B板處向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T3，速度變?yōu)関3,此時(shí)使電壓變?yōu)榱悖孭在重力作田下做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T3，P正好到達(dá)A板且速度為零，故有v3=Gt3，0=v3-gT3，由以上各式得T3=T3，T3=因?yàn)閠3=t2+T2+T3，所以t3=(+3) 根據(jù)上面分析，因重力作用，P由A板向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)T2，再加上電壓，經(jīng)過(guò)T2，P到達(dá)B且速度為零因?yàn)閠4=t3+T3+T3，所以，t4= (+5) 同樣分析可得tn= (+2n-3)(n2) 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如圖18-2-6所示，A，B為水平金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，開關(guān)s閉合，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方距離為h的P點(diǎn)由靜止自由下落(P，M，N在同一豎直線上)，空氣阻力不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，則 A.把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P自由下落后穿過(guò)N孔繼續(xù)下降 B把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后穿過(guò)N孔繼續(xù)下降 C.若S斷開，且把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后穿過(guò)N孔繼續(xù)下降D若S斷開，且把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后穿過(guò)N繼續(xù)下降命題目的與解題技巧：考查帶電粒子在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理求解電容器：S閉合E不變，S斷開Q不變解析 S閉合時(shí)，不論A，B板如何移動(dòng)，兩板間的電壓都為電源電動(dòng)勢(shì)E.由題意應(yīng)有Eq=mg(h+d) E為電源電動(dòng)勢(shì)，d為兩極之間的距離當(dāng)A板下移時(shí)，仍有Eq=mg(h+d)(h+d=h+d)質(zhì)點(diǎn)到N孔時(shí)速度仍然減為零；當(dāng)B板上移時(shí)，Eqmg(h+d)(dd)，質(zhì)點(diǎn)不到N孔前速度就減為零S斷開后，不論A，B板如何移動(dòng)，A，B間的電場(chǎng)強(qiáng)度E場(chǎng)不變故有E場(chǎng)dq=mg(h+d)當(dāng)B板下移一小段距離時(shí)，應(yīng)有E場(chǎng)(d+d)q>mg(h+d+d) 質(zhì)點(diǎn)在不到N孔時(shí)速度減為零 當(dāng)B板上移一小段距離時(shí)，應(yīng)有E場(chǎng)(d-d)q<mg(h+d-d) 質(zhì)點(diǎn)將穿過(guò)N孔繼續(xù)下降 答案 D 2 (典型例題)兩個(gè)共軸的半圓柱面形電極間的縫隙中，存在一沿半徑方向的電場(chǎng)，如圖18-2-7所示， 帶正電的粒子流由電場(chǎng)區(qū)域的一端M射人電場(chǎng)，沿圖中虛線所示的半圓形軌道通過(guò)電場(chǎng)并從另一端N射出，由此可知 A.若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的質(zhì)量一定相等 B若入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等 C若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的速.率一定相等D若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等答案： BC 指導(dǎo)：由電場(chǎng)力充當(dāng)向心力Eg=m可知qEr，選項(xiàng)B正角，進(jìn)而可得Er，選項(xiàng)C正確 3 (典型例題)水平放置的兩塊平行金屬板長(zhǎng)l=5.0cm，兩板間距d=1.0cm，兩板間電壓為90V，且上板為正，一個(gè)電子沿水平方向以速度vo=2.0107ms，從兩板中間射入，如圖18-2-8所示，求： (1)電子偏離金屬板時(shí)側(cè)位移是多少? (2)電子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度是多少? (3)電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的P點(diǎn)，若s=10cm,求OP之長(zhǎng) .答案：(1)y0=5 m (2)v=204107m/s (3)oP=2510-2m指導(dǎo)：電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力與重力作用，由于電場(chǎng)力F=14410-15N，遠(yuǎn)大于電子的重力(約910-30 N)，故只考慮電場(chǎng)力的作用由于沿水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向作初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，與平拋物體的運(yùn)動(dòng)類似(1)電子在電場(chǎng)上的加速度；側(cè)位移(2)電子飛出電場(chǎng)時(shí)，水平分速度vx=v0，豎直分速度飛出電場(chǎng)時(shí)的速度為代入數(shù)據(jù)可得v204107m/s設(shè)v與v0的夾角為，則tan=02 (3)電子飛出電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng) OP=y0+MP=y0+stan= (510-3+0102)m=2510-2m4 (典型例題)如圖18-2-9所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板A，B構(gòu)成電容器，電容為C電容器的A板接地，且中間有一個(gè)小孔s.一個(gè)被加熱的燈絲K與S位于同一水平線，從燈絲上可以不斷地發(fā)射出電子，電子經(jīng)過(guò)電壓Uo加速后通過(guò)小孔S沿水平方向射放A，B兩極板間設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子從燈絲發(fā)射時(shí)的初速度不計(jì) 如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時(shí)間內(nèi)射人電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射人，兩極板間的電勢(shì)差逐漸增加，最終使電子無(wú)法到達(dá)B板求： (1)當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A，B兩板間的電勢(shì)差； (2)A，B兩板間可達(dá)到的最大電勢(shì)差； (3)從電子射人小孔S開始到A，B兩板間的電勢(shì)差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間答案：(1)U=Ne/e (2)Um=U0 (3) 指導(dǎo)：(1)當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，電容器所帶電荷量為，根據(jù)電容的定義C=得此時(shí) A，B兩板間的電壓為U=(2)電子經(jīng)過(guò)U0的電壓加速后，進(jìn)入A，B板間的動(dòng)能為 eU0，進(jìn)入A，B板間電場(chǎng)后做減速動(dòng)，隨著O板電荷增加，電子在A，B間的加速度越來(lái)越大，直至電子到達(dá)B板的速度為零，此時(shí)A，B板間的電壓達(dá)到最大值Um根據(jù)動(dòng)能定理，eu0Um=0解得Um=U0 (3)設(shè)從電子進(jìn)入A，B板間，直到板間電壓達(dá)到最大值Um,經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t,則B板吸收的總電荷為Q=net，結(jié)合電容的定義式，可以得出t 新高考命題方向預(yù)測(cè)1 質(zhì)子和a粒子由靜止經(jīng)相同加速電壓加速后，又垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)，飛出電場(chǎng)時(shí)，它們的橫向偏移量之比和在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比分別為 A.2:1和：1 B1:1和1：C1:2和2:1 D. 1:4和1:2答案： 2 如圖18-2-10所示，電量為q的油滴從空中自由下落時(shí)間為t1后，進(jìn)入水平放置的帶電極板間，再經(jīng)過(guò)t2速度為零，則極板間電場(chǎng)力對(duì)油滴產(chǎn)生的加速度為(不計(jì)空氣阻力) A.gt(t1+t2) Bgt2(t2-t1)C.(t2+t1)g/t2 D(t2-t1)gt2 答案：.C指導(dǎo)：設(shè)電場(chǎng)力大小F，取向下方向?yàn)锽方向，由動(dòng)量這理由牛頓第二定律，電場(chǎng)力對(duì)油滴產(chǎn)生的加速度大小為 方向豎直向上3 要使氫離子和一價(jià)的鋰離子垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角相同，這些離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)需具有相同值的物理量是A.動(dòng)能 B動(dòng)量 C速度 D加速度答案： A 指導(dǎo)：現(xiàn)、q、E和l相同，故m相同，Ek=相同 4 如18-2-11所示，甲、乙分別是場(chǎng)強(qiáng)相同的圓形、正方形勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域(圓形直徑與正方形邊長(zhǎng)相同)相同帶電粒子以相同速度沿垂直于電場(chǎng)方向，對(duì)準(zhǔn)中心O分別進(jìn)入兩個(gè)區(qū)域則粒子分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)電場(chǎng)區(qū)域后，其動(dòng)量改變量大小P甲、P乙的關(guān)系為 AP甲<P乙 BP甲>P乙 CP甲P乙 DP甲p乙 答案：4C指導(dǎo)：把粒子全過(guò)程中的動(dòng)量改變進(jìn)行分解，水向無(wú)動(dòng)量改變，所以全過(guò)程的動(dòng)量改變量即是電場(chǎng)力作用下發(fā)生的動(dòng)量變化由此可求得正確答案為C ,5 如圖18-2-12是一個(gè)說(shuō)明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U1加速后以速度vo垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是九兩平行板間的距離為d，電勢(shì)差為U2，板長(zhǎng)為l，為提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量)可采用哪些方法?答案：指導(dǎo)：先導(dǎo)出示波管的靈敏度()與有關(guān)物理量(d、l U1等)的關(guān)系式，再作抉擇對(duì)于電子的加速過(guò)程，有 對(duì)于電子的偏轉(zhuǎn)過(guò)程，有水平方向l=v0t豎直方向h= 將式代入式，結(jié)合E= 將式代入式得據(jù)上式可知，增大l和減小Ul或d均可提高示波管的靈敏度6 在如圖18-2-13所示的xOy平面內(nèi)(y軸正方向豎直向上)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一帶正電的小球自坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向豎直向上拋出，它的初動(dòng)能為4J，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它上升到最高點(diǎn)M時(shí)，它的動(dòng)能為5J，求： (1)試分析說(shuō)明帶電小球被拋出后沿豎直方向和水平方向分別做什么運(yùn)動(dòng) (2)在圖中畫出帶電小球從拋出點(diǎn)O到落回與O在同一水平線上的O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(3)帶電小球落回到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能答案：(1)(2)見指導(dǎo) (3)24J指導(dǎo)：(1)在豎直方向，小球受重力作用，由于重力與小球初速度方向相反，所以沿豎直方向小球做勻減速運(yùn)動(dòng)(豎直上拋運(yùn)動(dòng))，沿水平方向，小球受水平向右的恒定電場(chǎng)力作用，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) (2)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D18-2所示 (3)設(shè)小球質(zhì)量為m，帶電量為q，初速度為v0，上升的最大高度為A，OM(OP)兩點(diǎn)間電勢(shì)差為 ，MO(PO)兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U2，小球在O點(diǎn)的動(dòng)能為EK.對(duì)于小于從O到M的過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有：Qu1-mgh=EkM-EkO由豎直方向的分運(yùn)動(dòng)可得出：小球從M到O，的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有：qU2+mgh=Ek-ekM根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間特點(diǎn)和小于沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知：OP：PO=1：3，由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系有Ul：U2=1：3由以上方程可解得:EK=24J考場(chǎng)熱身探究性命題綜合測(cè)試 1 對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說(shuō)法正確的是 A.將兩極板的間距加大，電容將增大 B將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將減小 C.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大答案： BCD 指導(dǎo)：影響平行板電容器電容大小的因素有：隨正對(duì)面積的增大而增大；隨兩極間距離的增大而減??；在兩極板間放人電介質(zhì)，電容增大，據(jù)上面敘述可直接看出B、 C選項(xiàng)正確，對(duì)D選項(xiàng)，放人鋁板后，實(shí)際上是減小了平行板的間距，所以本題正確選項(xiàng)為BCD 2 如圖Z18-1所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一電荷量非常小的點(diǎn)電荷S是閉合的，a表示a點(diǎn)的電勢(shì),f表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大，則 A.a變大,f變大 B.a變大f變小C.a不變f不變 D.a不變f變小答案： B 指導(dǎo)：電容器始終與電源相連，則兩板間的電勢(shì)差U不變，B板向下移動(dòng)，兩板間的距離增大，由勻強(qiáng)電場(chǎng)的公式E=知，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小，點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力f=qE，則f減小，因?yàn)閍點(diǎn)與電容器A板的距離dAa沒有變化，所以可用 UAak=EdAa分析出A板與a點(diǎn)的電勢(shì)差UAak減小了，于是可知a點(diǎn)相對(duì)于B板的電勢(shì)Ua增大了，故B項(xiàng)對(duì) 3 如圖Z18-2所示，讓平行板電容器帶電后，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，若不改變A、B兩極板的電量而減小兩極板間的距離，同 時(shí)在兩極板間插入電介質(zhì)，那么靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度 A.一定減小 B一定增大C.一定不變 D.可能不變答案： A 指導(dǎo)：電量不變而減小兩極板間距離時(shí)，兩板間的電熱差減?。煌瑫r(shí)插入的電介質(zhì)也導(dǎo)致兩極板間的電熱差減小，因此靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角一定減小 4 傳感器是一種采集信息的重要器件如圖Z18-3所示，是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串接成閉合電路那么 A.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小 B當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大 C若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D.若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化 答案： BC 指導(dǎo)：當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電極間距離減小，電容增大；若電流計(jì)有示數(shù)，必因電容變化引起了充(或放)，即壓力F發(fā)生了變化5 一平行板電容器與電源相連，如圖Z18-4所示，如果在電容器兩極板間插入一塊介電常數(shù)為的電介質(zhì)薄板(小于板間距離)則A.電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的倍 B穩(wěn)定后，電容器上所帶電量增加 C.插入介質(zhì)的瞬間，導(dǎo)線上有從a到b的電流D.插入介質(zhì)的瞬間，導(dǎo)線上有從b到a的電流 答案： BC 指導(dǎo)：由電容決定式C=當(dāng)插入電介質(zhì)，C值變大但因?yàn)榻橘|(zhì)的尺寸小于板間距離，所以電容值小于原來(lái)的 倍，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤由公式Q=CU因電容變大，兩板電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)Z，所以電容器上帶電量增加，B選項(xiàng)正確，電容器充電，電流方向從a到b，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤6 如圖Z18-5所示為靜電除塵器的示意圖，下列說(shuō)法哪些是正確的 A.金屬管A和懸在管中的金屬絲B應(yīng)接在高壓交流電上B管A和金屬絲B應(yīng)接在高壓直流電源上C.距B越近電場(chǎng)越強(qiáng)D距B越遠(yuǎn)電場(chǎng)越強(qiáng)答案： BC 指導(dǎo)：金屬絲B和金屬管構(gòu)成一個(gè)電容器，當(dāng)把它們接在高壓電源上時(shí)，它們之間就形成了以。為中心的輻射狀電場(chǎng)，所以越靠近B，電場(chǎng)越強(qiáng)，C對(duì)D錯(cuò)A和B應(yīng)接在高壓直流電源上，帶電灰塵在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，最后附著在電極上，如果A、B接在交流電源上，帶電灰塵將在A、B間振動(dòng)，不能附著在電極上，起不到除塵作用，故A錯(cuò)， B對(duì) 7 如圖Z18-6所示，燈絲發(fā)熱后發(fā)出的電子經(jīng)加速電場(chǎng)后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，若加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)量丁變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可選用的方法有(設(shè)電子不落到極板上) A.只使U1變?yōu)樵瓉?lái)的倍 B只使U2變?yōu)樵瓉?lái)的倍 C.只使偏轉(zhuǎn)電極的長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的倍D.只使偏轉(zhuǎn)電極間的距離d減為原來(lái)的倍 答案： ACD 指導(dǎo)：先求出了值：，由此可確定A、c、D正確，這是分析此類問(wèn)題的一般方法8 如Z18-7所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率，下列解釋正確的是A.兩板間距離越大，加速的時(shí)間就越長(zhǎng)，則獲得的速率越大 B兩板間距離越大，加速度就越長(zhǎng)獲得的速率越大 C與兩板間的距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān) D.以上解釋都不正確 答案： C 指導(dǎo)：從能量觀點(diǎn)，電場(chǎng)力做功，使電荷電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理得，故正確選項(xiàng)為C9 三個(gè)a粒子在同一地點(diǎn)沿同一方向垂直飛人偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出現(xiàn)了圖Z18-8所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可判斷 A.在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上 Bb和c同時(shí)飛離電場(chǎng) C進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小 D.動(dòng)能的增加值c最小，a和b一樣大 答案： ACD 指導(dǎo)：由y=選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤由，選項(xiàng)D正確由選項(xiàng)C正確,E=qEyay,選項(xiàng)D正確.10 如圖Z18-9(甲)所示，兩塊長(zhǎng)l=2cm的金屬板，相距d=0.4cm平行放置，兩板間加有Z18-9(乙)所示的交變電壓，一束電子從兩板左側(cè)中點(diǎn)處射人兩板間的電場(chǎng)中，其速度方向與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直，若電子的初動(dòng)能均為Ek=100eV，電子的質(zhì)量m=0.911030kg，求從兩板右側(cè)有電子射出的時(shí)間t1與無(wú)電子射出的時(shí)間t2之比答案：4：1 指導(dǎo)：電子射人時(shí)的速度電子穿過(guò)兩極板的時(shí)間為：因交變電壓的周期T=4s>>t，所以電子在穿過(guò)兩極板的時(shí)間內(nèi)可認(rèn)為兩極板間電壓是不變的設(shè)電壓為U1時(shí)，電子穿過(guò)兩極板的偏轉(zhuǎn)量恰好為而不穿出，則有: 解得U1=8V，由交變電壓的圖象知 U1=8V時(shí)t=08s在02s內(nèi)電子能穿出兩極板的時(shí)間為t1=2t=16s，不能穿出的時(shí)間 t2=2-t1=04s，則t1：t2=4：1