高二《静电场》知识点精析及综合能力提升测试(答案)(2)

能定理W=qU=ΔEK，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。

例12. 如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板U接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律

如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计

重力作用）下列说法中正确的是 A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运

动，直到打到右极板上

B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动

C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上

D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上

解：从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速

T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2 直到打在右极板上。电子

不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上。从t=T/4

时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减

小到零后，改为向左先匀加速T/4，接着匀减速T/4。即在两板间振动；如果两板间距离不够

大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上。从t=3T/8时刻释放电子，如果

两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动

没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打上。选AC

2.带电粒子在匀强电场中的偏转 m质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度

t v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，

求射出时的侧移、偏转角和动能增量。 Uq L UL2千万不要死记公式，要清楚物理过程。根据不同的已知⑴侧移：y 1 2 dm v 4U d2

条件，结论改用不同的表达形式（已知初速度、初动能、初动量或加速电压等）。 ⑵偏角：tan vy UqL UL，注意到y Ltan ，说明穿出时刻的末速度的反向延2vdmv22U d

长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。

⑶穿越电场过程的动能增量：ΔEK=Eqy （注意，一般来说不等于qU）

3.带电物体在电场力和重力共同作用下的运动。

当带电体的重力和电场力大小可以相比时，不能再将重力忽略不计。这时研究对象经常

被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等。这时的问题实际上变成一个力学问题，

只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化。

例14. 已知如图，水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l的绝缘

细绳一端固定在O点，另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球。小

球原来静止在C点。当给小球一个水平冲量后，它可以在竖直面内绕O

点做匀速圆周运动。若将两板间的电压增大为原来的3倍，求：要使小球

从C点开始在竖直面内绕O点做圆周运动，至少要给小球多大的水平冲+ 量？在这种情况下，在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大？

解：由已知，原来小球受到的电场力和重力大小相等，增大电压后电场力是重力的3倍。在

C点，最小速度对应最小的向心力，这时细绳的拉力为零，合力为2mg，可求得速度为

v=2gl，因此给小球的最小冲量为I = m2gl。在最高点D小球受到的拉力最大。从C到mvD122D对小球用动能定理：2mg 2l 1mvD，在D点F 2mg ，解得F=12mg。 mvC22l

6例15. 已知如图，匀强电场方向水平向右，场强E=1.5×10V/m，丝线长l=40cm，上端系

于O点，下端系质量为m=1.0×104kg，带电量为q=+4.9×10-10C的小球，

将小球从最低点A由静止释放，求：⑴小球摆到最高点时丝线与竖直方

向的夹角多大？⑵摆动过程中小球的最大速度是多大？

解：⑴这是个“歪摆”。由已知电场力Fe=0.75G

摆动到平衡位置时丝线与－2

竖直方向成37°角，因此最大摆角为74°。

⑵小球通过平衡位置时速度最大。由动能定理：1.25mg 0.2l=mvB2/2，vB=1.4m/s。

五、电容器

1.电容器

两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。

2.电容器的电容 电容C Q是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（导体大小、U

形状、相对位置及电介质）决定的。

3.平行板电容器的电容 平行板电容器的电容的决定式是：C s s 4 kdd

4.两种不同变化

电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会

改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两

种常见的变化： ，这种情况下带电量Q CU C，而C S SU1 ，E 4 kdddd

⑵这种情况下

C s

d,U d1,E s s

例11. 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，K 该微粒恰好能保持静止。在①保持K闭合；②充电后将K断开；

两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？

A.上移上极板M B.上移下极板N

C.左移上极板M D.把下极板N接地 解：由上面的分析可知①选B，②选C。

例12. 计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容

S的计算公式是C ，其中常量ε=9.0×10-12F m-1，S表示两金属片的正对面积，d表示两d

金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电

子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，电子线路就能

发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？

解：先求得未按下时的电容C1=0.75pF，再由

C2=1.00pF，得Δd=

0.15mm。

C1d2 C d 得和 C2d1C2d1

II.综合能力提升测试

一、不定项选择题（4’×12=48’）

1．真空中甲、乙两个固定的点电荷，相互作用力为F，若甲的带电量变为原来的2倍，乙

的带电量变为原来的8倍，要使它们的作用力仍为F，则它们之间的距离变为原来的（ ）

A．2倍 B．4倍

C．8倍 D．16倍

2．如果在某电场中将5.0 10C的电荷由A点移到B点，电场力做功为6.0 10J，那么

（ ）

5A．A、B两点间的电势差是1.2 10V 8 3

B．A、B两点间的电势差是3.0 10

7 10V 17 8 3C．若在A、B两点间移动2.5 10C的电荷，电场力将做3.0 10J的功 D．若在A、B两点间移动1.0 10C的电荷，电场力将做3.0 10J的功

3.如图所示，a、b、c是一条电力线上的三个点，电力线的方向由a

到c，a、b间的距离等于b、c间的距离.用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、

Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定( ).

(A)Ua＞Ub＞Uc (B)Ea＞Eb＞Ec (C)Uc－Ub=Ub－Uc (D)Ea=Eb=Ec

4.如图所示，在一电场强度有E的匀强电场中放一金属空心导体，图中

a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( ).

(A)a、b两点的电场强度都为零

(B)a点电场强度为零，b点不为零

(C)a点电场强度不为零，b点为零

(D)a、b两点电场强度均不为零

-5.一个电容器带电量为Q时，两极板间的电压为U，若使其带电量增加4×107C，电势差

增加20V，则它的电容 …… 此处隐藏：2653字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……