第3講電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)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(xué)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(fù)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()A0.17 F Bl.7 F C17 F D170 F2(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(fù)極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(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K631A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(yùn)動3(2017年湖南長沙雅禮中學(xué)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(qiáng)電場空間，場強(qiáng)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(yùn)動軌跡與金屬網(wǎng)相交于同一點(diǎn)，則以下判斷錯誤的是()圖K632A兩微粒一定帶異種電荷B若兩微粒初速度相同，則到達(dá)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(yùn)動軌跡仍然能相交于同一點(diǎn)D若E1E2，d1d2，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(fù)極板接地兩板間有一個正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖K633所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強(qiáng)、表示P點(diǎn)的電勢，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能，若正極板保持不動，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離x0的過程中，各物理量與負(fù)極板移動距離x的關(guān)系圖象正確的是()圖K633 A B C D5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(yùn)動，設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大，下列說法正確的是()圖K634A電子一直向著A板運(yùn)動B電子一直向著B板運(yùn)動C電子先向A板運(yùn)動，然后返回向B板運(yùn)動，之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動D電子先向B板運(yùn)動，然后返回向A板運(yùn)動，之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動二、多項選擇題6在如圖K635所示的豎直向下的勻強(qiáng)電場中，用絕緣的細(xì)線拴住帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點(diǎn)O做圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()圖K635A帶電小球有可能做勻速圓周運(yùn)動B帶電小球有可能做變速圓周運(yùn)動C帶電小球通過最高點(diǎn)時，細(xì)線拉力一定最小D帶電小球通過最低點(diǎn)時，細(xì)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(guān)閉合，極板間電壓為U，兩極板間距為d，電容器儲存的能量ECU2.一電荷量為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K636A保持開關(guān)閉合，只將上極板下移，帶電油滴仍能沿水平線運(yùn)動B保持開關(guān)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EkC斷開開關(guān)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CU2D斷開開關(guān)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CU28(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(qiáng)為E的勻強(qiáng)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(yùn)動，甲、乙兩個帶電體都通過C處則甲、乙兩個帶電體()圖K637A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EQlD從A運(yùn)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d8 cm，板長為l25 cm，接在直流電源上有一帶電液滴以v00.5 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(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)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，液滴的加速度大小(2)液滴從射入電場開始計時，勻速運(yùn)動到P點(diǎn)所用的時間(g取10 m/s2)圖K63810(2017年山東濟(jì)寧高三模擬)圖K639為研究電子槍中電子在恒定電場中運(yùn)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(0xl,0yl)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場強(qiáng)度為E；在第二象限存在以(2lx0,0yl)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域.一電子(電荷量大小為e，質(zhì)量為m，不計重力)從電場的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放，恰好從N點(diǎn)離開電場區(qū)域.求：(1)電子通過C點(diǎn)時的速度大小(2)電場區(qū)域中的電場強(qiáng)度的大小(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(diǎn)離開電場圖K63911(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(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)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(qiáng)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，QN2d、PN3d，離子重力不計(1)求圓弧虛線對應(yīng)的半徑r的大小(2)若離子恰好能打在QN的中點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的值圖K6310