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专题九 电容器 带电粒子在电场中的运动
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真题考查解读
2023年真题展现
考向一 带电粒子在电场中直线运动
考向二 带电粒子在电场中曲线运动
近年真题对比
考向一 电容器
考向二 带电粒子在电场中直线运动
考向三 带电粒子在电场中曲线运动
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
【命题意图】考查带电粒子在匀强电场中做直线运动和类平抛运动时遵循的规律,涉及重力、电场力、类平抛运动知识,意在考查考生对物理规律的理解能力和综合分析能力
【考查要点】电容器的动态分析,带电粒子在电场中直线运动问题 主要考查运用运动的合成与分解解决带电粒子的偏转问题;用动力学方法解决带电粒子在电场中的直线运动问题。带电粒子在匀强电场中的运动有可能会以选择题或计算题的形式出现,也有可能会结合带电粒子在匀强磁场中运动命题。
【课标链接】。理解电容器的充放电现象,并能根据充放电现象判断电容器的动态变化情况;掌握带电粒子在电场中的受力分析方法,判断带电粒子在电场中的偏转情况和运动情况;熟练掌握平抛运动的特点和规律,正确应用牛顿第二定律解决类平抛问题。
考向一 匀带电粒子在电场中直线运动
1.(2023·浙江·统考高考真题)AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定,竖直截面如图所示。两板间距10cm,电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S,小球静止时,细线与AB板夹角为30°;剪断细线,小球运动到CD板上的M点(未标出),则( )
A.MC距离为 B.电势能增加了
C.电场强度大小为 D.减小R的阻值,MC的距离将变大
2..(2023·山西·统考高考真题)密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置,间距固定,可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时,油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动,速率分别为v0、;两板间加上电压后(上板为正极),这两个油滴很快达到相同的速率,均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形,所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比,比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。
(1)求油滴a和油滴b的质量之比;
(2)判断油滴a和油滴b所带电荷的正负,并求a、b所带电荷量的绝对值之比。
考向二 带电粒子在电场中曲线运动
1.(2023新课标卷.如图所示,示波管由电子枪竖直方向偏转电极、水平方问偏转电极和荧光屏组成.电极的长度为l、间距为d、极板间电压为U,极板间电压为零,电子枪加速电压为.电子刚离开金属丝的速度为零,从电子枪射出后沿方向进入偏转电极.
已知电子电荷量为e,质量为m,则电子( )
A.在极板间的加速度大小为
B.打在荧光屏时,动能大小为
C.在极板间受到电场力的冲量大小为
D.打在荧光屏时,其速度方向与连线夹角的正切
2. (2023浙江6月卷)某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为E1和E2,则R1、R2和E1、E2应满足( )
A. B. C. D.
3.(2023湖北卷)一带正电微粒从静止开始经电压加速后,射入水平放置的平行板电容器,极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘,速度方向与极板夹角为,微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L,到两极板距离均为d,如图所示。忽略边缘效应,不计重力。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量,微粒在电容器中的运动轨迹不变
考向一 电容器
1.(2022·重庆·高考真题)如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图,电容器上极板固定,下极板可随材料尺度的变化上下移动,两极板间电压不变。若材料温度降低时,极板上所带电荷量变少,则( )
A.材料竖直方向尺度减小 B.极板间电场强度不变
C.极板间电场强度变大 D.电容器电容变大
考向二 带电粒子在电场中直线运动
1.(2022·湖北·统考高考真题)密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为( )
A.q,r B.2q,r C.2q,2r D.4q,2r