衡东县第四中学高考物理一轮复习第七章电场3电容器与电容带电粒子在电场中的运动训练2含解析.docVIP

电容器与电容 带电粒子在电场中的运动 1.(多选)如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b分别与电源的正负极相连,a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔,闭合开关S后,带正电的液滴从小孔正上方的P点由静止自由落下,当液滴穿过b板小孔到达a板小孔时速度为v1。现使a板不动,在开关S仍闭合或断开的情况下,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍从P点自由落下,此时液滴到达a板小孔时速度为v2,下列说法中正确的是 (　　) A.若开关S保持闭合,向下移动b板,有v2v1 B.若开关S闭合一段时间后再断开,向下移动b板,则v2v1 C.若开关S保持闭合,则无论向上或向下移动b板,都有v2=v1 D.若开关S闭合一段时间后再断开,则无论向上或向下移动b板,都有v2v1 【解析】选B、C。若开关S始终闭合,电容器两板间的电压保持不变,令P到a板的距离为h,由动能定理得mgh-qU=12mv2,所以无论向上或向下移动b板均有v2=v1,A错、C对;若开关S闭合一段时间后再断开,则电荷量保持不变,由动能定理mgh-qU=12mv2及C=εS4πkd和Q=CU可知,下移b板时液滴速度增大,反之液滴速度减小 2.如图所示,一平行板电容器的电容为C,带有等量异种电荷的两极板A、B倾斜放置,质量为m带电荷量为-q的油滴,从极板A上的小孔P以初速度v0水平向右射入极板间,经时间t后油滴又从P孔水平向左离开极板间,油滴运动过程中恰好未与极板B相碰,已知重力加速度g。则 (　　) A.两极板间的距离d=v B.电容器所带的电荷量Q=Cm C.两极板间的电场强度大小E=2 D.两极板间的电场强度大小E=m 【解析】选D。据题意可知油滴不可能做匀速直线运动和匀变速曲线运动,只能是先向右做匀减速直线运动,再向左做匀加速直线运动,则重力和电场力的合力与初速度方向相反,根据运动的对称性可知x=v02·t2,而电容器的距离d=xsinθ,选项A错误;对应减速过程由动能定理qU=12mv02,而Q=CU,可知Q=C·mv022q,选项B错误;由牛顿第二定律可知(ma)2=(qE)2-(mg)2,而a=v0 结束语 同学们，相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念。加油~~  第3讲　带电粒子在组合场和复合场中的运动 题型一 带电粒子在组合场中的运动问题 　　“磁偏转”和“电偏转”的比较 电偏转 磁偏转 偏转条件 带电粒子以v⊥E进入匀强电场(不计重力) 带电粒子以v⊥B进入匀强磁场(不计重力) 受力情况 只受恒定的电场力F=Eq 只受大小恒定的洛伦兹力F=qvB 运动情况 类平抛运动 匀速圆周运动 运动轨迹 抛物线 圆弧 求解方法 利用类平抛运动的规律x=v0t,y=12at2,a=qEm,tan 牛顿第二定律、向心力公式r=mvqB,T=2πm 【例1】在如图甲所示的平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的 P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求: 甲 (1)电场强度E的大小。 (2)粒子到达a点时速度的大小和方向。 (3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。 【解析】(1)设粒子在电场中运动的时间为t,则有 x=v0t=2h,y=12at2=h, 联立可得E=mv (2)粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度vy=at=v0 所以v=v02+v 方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角。 乙 (3)粒子在磁场中运动时,有 qvB=mv 当粒子从b点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,此时有r=22L,所以B=2 【答案】(1)mv022qh　(2)2v0　方向指向第Ⅳ象限与  　　组合场是指磁场与电场同时存在,但各位于一定的区域内且并不重叠的情况,或者在同一区域内交替存在,总之,带电粒子每时只受到一个场力的作用。 (1)带电粒子在组合场中的运动规律 ①带电粒子在匀强电场中,若初速度与电场线平行,则该粒子做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直,则该粒子做类平抛运动。 ②带电粒子在匀强磁场中,若速度与磁感线平行,则该粒子做匀速直线运动;若速度与磁感线垂直,则该粒子做匀速圆周运动。 (2)带电粒子在组合场中运动的处理方法 【变式训练1】(2018安徽淮南第二次调研)如图甲所示,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。在x轴下方存在匀强电