专题46 电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题46 电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动 导练目标 导练内容 目标1 电容器的动态分析 目标2 带电粒子在电场中的直线运动 目标3 带电粒子在电场中的抛体运动 【知识导学与典例导练】 1、 电容器的动态分析 1．平行板电容器动态的分析思路 2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况 (1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接: (2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接: 【例1】如图所示，A、B为平行板电容器的两个金属极板，C为静电计，开始时闭合开关S，静电计张开一定角度。不考虑静电计引起的电荷量变化，则下列说法正确的是（　　） A．保持开关S闭合，将两极板间距减小，板间场强减小 B．保持开关S闭合，将两极板间距减小，静电计指针张开角度不变 C．断开开关S后，将两极板间距增大，板间场强增大 D．断开开关S后，将两极板间距增大，静电计指针张开角度增大 【例2】某同学学习了电容器的充、放电等相关知识后，在老师的引导下，他为了探究电路中连接二极管的电容器充、放电问题，设计了如图所示的电路，平行板电容器与二极管（该二极管可看做理想二极管，正向电阻很小，反向电阻无穷大）、开关、直流电源串联，电源负极接地。闭合开关，电路稳定后，一不计重力的带电油滴位于竖直平面电容器两极板间的P点处，恰好处于静止状态。保持开关闭合，下列说法正确的是（　　）    A．若上极板略微下移，带电油滴仍保持静止 B．若下极板略微上移，则P点电势保持不变 C．若上极板略微左移与下极板平行错开，则带电油滴仍保持静止 D．若下极板略微右移与上极板平行错开，则带电油滴在P点的电势能降低 2、 带电粒子在电场中的直线运动 1．做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。 (2)匀强电场中，粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。 2．用动力学观点分析 a＝，E＝，v2－v02＝2ad(匀强电场)。 3．用功能观点分析 匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv02。 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1。 【例3】如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则（　　） A．当增大两板间距离时，v也增大 B．当减小两板间距离时，v增大 C．当改变两板间距离时，v不变 D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间减小 【例4】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成角，板带负电，板带正电，且板接地。若一比荷为的带电小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．小球带负电 B．在此过程中小球的电势能减小 C．若两板之间的距离为，则板的电势为 D．此过程若小球通过的距离为，且离开电场时速度刚好为0，则运动时间为 3、 带电粒子在电场中的抛体运动 1.求解电偏转问题的两种思路 以示波管模型为例,带电粒子经加速电场U1加速,再经偏转电场U2偏转后,需再经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P,如图所示。 (1)确定最终偏移距离OP的两种方法 方法1: 方法2: (2)确定粒子经偏转电场后的动能(或速度)的两种方法 2.特别提醒： （1）利用动能定理求粒子偏转后的动能时,电场力做功W=qU=qEy,其中“U”为初末位置的电势差,而不一定是U=。 （2）注意是否考虑重力 ①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)． ②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力． 【例5】如图所示，平行板电容器的上、下极板间的距离恒定，上极板带有正电荷，下极板带有等量负电荷。氢核（）和氘（）分别沿着两极板的中心线先后以相同的初速度射入平行板电容器，两粒子均能从电场射出，不计粒子所受重力，下列说法正确的是（　　）    A．氢核和氘核在电场中运动的时间之比为1∶2 B．氢核和氘核在电场中运动的加速度大小之比为2∶1 C．氢核和氘核在电场中运动时的侧位移大小之比为4∶1 D．氢核和氘核在电场中运动时的动能的增加量之比为2∶1 【例6】如图所示，其空中有一足够大的水平向右的匀强电场，质量均为、带电量分别为和的两小球同时从点以速度斜向右上方射入匀强电场中，方向与水平方向成，A、B（图中末画出）两点分别为两小球运动轨迹的最高点，带正电的小球经过A点的速度大小仍然为，不考虑两球间的库仑力。下列说法错误的是（　　）    A．两小球同时到A、B两点 B．带负电的小球经过点的速度大小也为 C．两小球到达A、B两点过程中电势能