2020届高考物理总复习7.3电容器带电粒子在电场中的运动针对训练（含解析）新人教版 4页

7.3电容器带电粒子在电场中的运动1．(多选)某电容器上标有“25μF　450V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是(　　)A．要使该电容器两极板之间电压增加1V，所需电荷量为2.5×10－5CB．要使该电容器带电荷量1C，两极板之间需加电压2.5×10－5VC．该电容器能够容纳的电荷量最多为1.125×10－2CD．该电容器能够承受的最大电压为450V解析：由电容器电容的定义式C＝可得C＝，所以ΔQ＝CΔU＝2.5×10－5×1C＝2.5×10－5C，A正确．若Q＝1C，则U＝＝4×104V，B错误．当电容器的电压为450V时，电容器的电荷量最多，Q＝CU＝2.5×10－5×450C＝1.125×10－2C，C正确.450V是电容器的额定电压，低于击穿电压，D错误．答案：AC2．如图7－3－24所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，上极板带正电荷．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为l，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于(　　)图7－3－24A.　　　　　　　　　B.C.D.解析：根据U＝，E＝可得E＝，所以，A→B电场力做功，W＝qElsin30°＝，选项C正确．答案：C3.(多选)A、B为平行板电容器的两块金属板，A极板与静电计的金属小球相连，静电计的外壳和B极板都接地，将它们水平放置．当A板带上一定量电荷后，静电计指针偏转一定角度，如图7－3－25所示(静电计金属小球及金属杆、指针等所带的电荷量与金属板A所带的电荷量相比可以忽略不计)．此时，在A、B板间有一电荷量为q的油滴静止在P点(油滴所带电荷量很少，它对A、B板间电场的影响可以忽略)，以下结论正确的是(　　)图7－3－25A．A极板不动，将B极板向下移动一小段距离，油滴q保持不动，静电计指针偏角减小nB．B极板不动，将A极板向下移动一小段距离，油滴q保持不动，静电计指针偏角减小C．A极板不动，将B极板向右水平移动一小段距离，油滴q向上运动，静电计指针偏角增大D．B极板不动，将A极板向右水平移动一小段距离，油滴q向下运动，静电计指针偏角减小解析：A项中，A极板不动，将B极板向下移动一小段距离，d变大，根据C＝，则电容减小，根据U＝，则电势差增大，指针偏角增大，故A错误．B项中，B极板不动，将A极板向下移动一小段距离，d减小，根据C＝，则电容增大，根据U＝，则电势差减小，指针偏角减小．电场强度E＝，可知电场强度不变，油滴所受电场力不变，仍然与重力平衡，保持不动，故B正确．C项中，A极板不动，将B极板向右水平移动一小段距离，S减小，根据C＝，则电容减小，根据U＝，则电势差增大，指针偏角增大．根据E＝知，电场强度增大，油滴所受电场力大于重力，则油滴向上运动，故C正确．D项中，B极板不动，将A极板向右水平移动一小段距离，S减小，根据C＝，则电容减小，根据U＝，则电势差增大，指针偏角增大．根据E＝知，电场强度增大，油滴所受电场力大于重力，则油滴向上运动，故D错误．答案：BC图7－3－264．如图7－3－26所示，四个相同的金属容器共轴排列，它们的间距与容器的宽度相同，轴线上开有小孔．在最左边、最右边两个容器上加电压U后，容器之间就形成了匀强电场．今有一个电子从最左边容器的小孔沿轴线入射，刚好没有从最右边容器出射，则该电子停止运动前(　　)A．通过各容器的速度比依次为∶∶1B．通过各容器的时间比依次为5∶3∶1C．通过各容器间隙所用的时间比依次为5∶3∶1D．通过各容器间隙的加速度比依次为5∶3∶1解析：由题意可知，容器内部由于静电屏蔽电场强度为零，容器之间为匀强电场，故电子在容器内做匀速直线运动，在容器之间做匀减速直线运动，只考虑匀减速直线运动过程，可以认为电子是从右向左的匀加速直线运动，由初速度为零的匀加速直线运动规律可知，通过容器的速度之比为v1∶v2∶v3＝∶∶1，所以An正确．电子在容器中做匀速直线运动，故通过容器的时间之比为∶∶1，所以B错误．因各容器间的距离相等，故通过各容器间隙的时间之比t1∶t2∶t3＝(－)∶(－1)∶1，所以C错误．电子在匀强电场中所受电场力不变，故加速度不变，所以D错误．答案：A5．如图7－3－27所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：图7－3－27(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；(3)粒子打到屏上的点P到点O的距离x.解析：(1)根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，则粒子从射入到打到屏上所用的时间t＝.图7－3－28(2)粒子在全过程中的运动情况如图7－3－28所示设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，由牛顿第二定律得粒子在电场中的加速度a＝粒子在电场中运动的时间t1＝所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tanα＝＝＝＝.(3)如(2)中图所示，设粒子在电场中的偏转距离为y，则y＝at＝a＝又x＝y＋Ltanα解得x＝.n答案：(1)　(2)　(3)