新高考物理一轮复习分层提升练习专题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（原卷版）.doc

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】

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，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板（M板）接地，在两板间的P点固定一个带负电的检验电荷。若正极板N保持不动，将负极板M缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是（）

A．P点电势升高 B．两板间电压增大

C．检验电荷的电势能增大 D．检验电荷受到的电场力增大

【例2】如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路，开关S闭合。在下列四个过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流的是（）

A．在平行板电容器中插入电介质

B．减小平行板电容器两极板间的距离

C．减小平行板电容器两极板的正对面积

D．增大平行板电容器两极板的正对面积

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＝eq\f(qE,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－v02＝2ad(匀强电场)。

3．用功能观点分析

匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02。

非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1。

【例3】人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为SKIPIF10，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（）

A．A点电势低于B点电势B．钠离子的电势能减小

C．钠离子的加速度变大D．若膜电位不变，当SKIPIF10越大时，钠离子进入细胞内的速度越大

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=U2

（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4】某种类型的示波管工作原理如图所示，电子先经过电压为SKIPIF10的直线加速电场，再垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏移量为h，两平行板之间的距离为d，电压为SKIPIF10，板长为L，把SKIPIF10叫示波器的灵敏度，下列说法正确的是（）

A．电子在加速电场中动能增大，在偏转电场中动能不变

B．电子只要能离开偏转电场，在偏转电场中的运动时间一定等于SKIPIF10

C．当SKIPIF10、L增大，d不变，示波器的灵敏度一定减小

D．当L变为原来的两倍，d变为原来的4倍，SKIPIF10不变，示波器的灵敏度增大

【例5】如图所示，三维坐标系SKIPIF10的SKIPIF10轴方向竖直向上，所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为SKIPIF10的小球从SKIPIF10轴上的A点以速度SKIPIF10沿x轴正方向水平抛出，A点坐标为（0，0，L），重力加速度为g，场强SKIPIF10。则下列说法中正确的是（）

A．小球运动的轨迹为抛物线

B．小球在SKIPIF10平面内的分运动为平抛运动

C．小球到达SKIPIF1