电容器 带电粒子在电场中运动
[基础训练]
1．(2017·山西大同联考)如图所示的装置，可以探究影响平行板电容器电容的因素，关于下列操作及出现的现象的描述正确的是( )
A．电容器与电源保持连接，左移电容器左极板，则静电计指针偏转角增大 B．电容器充电后与电源断开，上移电容器左极板，则静电计指针偏转角增大 C．电容器充电后与电源断开，在电容器两极板间插入玻璃板，则静电计指针偏转角增大
D．电容器充电后与电源断开，在电容器两极板间插入金属板，则静电计指针偏转角增大
2．(2017·湖南永州一模)如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，电容器下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是( )
A．带电油滴将竖直向上运动 B．P点的电势将降低
C．电容器的电容增大，极板带电荷量不变 D．电容器的电容增大，极板带电荷量减小
3．在两个固定的等量同种点电荷形成的电场中，有一电荷量为q的粒子，仅在电场力作用下运动，某时刻该粒子位于两点电荷连线的中垂线上M点，如图所示，则该粒子的运动不可能是以下哪种形式( )
A．加速直线运动 C．减速直线运动
B．变加速曲线运动 D．匀加速曲线运动
4．(2017·广东七校联考)如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，它从上极板的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，则( )
A．微粒的加速度不为零 B．微粒的电势能减少了mgd C．两极板的电势差为mgd qD．M板的电势低于N板的电势
5．(2017·山东莱芜期末)(多选)如图所示，质量相同的两个带电粒子M、N以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中，M从上板边缘处射入，N从两板正中央射入，已知两粒子都刚好从下极板边缘射出，不计粒子重力，则射出过程中( )
A．M、N的带电荷量之比为2∶1 B．M、N的电势能减少量之比为4∶1 C．M、N的动能增量之比为1∶4 D．M、N在极板间运动的时间之比为2∶1
6．(2017·河南信阳第二次质检)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方
2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移，求仍从P点由静止开始下落的相同粒子下落的最
2大高度．
2
dd [能力提升]
7．(2017·河北张家口模拟)如图所示，P、Q为平行板电容器，两极板竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球．将该电容器与电源连接，闭合开关后，悬线与竖直方向夹角为α，则( )
A．保持开关闭合，缩小P、Q两板间的距离，角度α会减小 B．保持开关闭合，加大P、Q两板间的距离，角度α会增大 C．断开开关，加大P、Q两板间的距离，角度α会增大 D．断开开关，缩小P、Q两板间的距离，角度α不变化
8．如图所示，两平行板电容器极板间距离为d，接在电源两端，闭合开关后，让一质量为m的带电小球，从上极板上内侧静止释放，当其运动的距离为时，突然将下极板向上4平移使两极板间距离减小一半，则带电小球恰好能运动到下极板(重力加速度为g)．则下列判断正确的是( )
d A．小球带负电，电源电动势为mgd q2mgdB．小球带负电，电源电动势为
3qC．小球带正电，电源电动势为mgd q2mgdD．小球带正电，电源电动势为
3q9．(2017·河南南阳一中第一次月考)如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有
3
单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( )
A．若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N的右侧 B．若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧 C．若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N的右侧 D．若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧
10．(2017·河南开封一模)(多选)一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长．已知每一电场区的场强大小相等，方向竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．小球在水平方向一直做匀速直线运动
B．若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相同 2mgC．若场强大小等于，则小球经过每一无电场区的时间均相同
mgqqD．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同
11．(2017·河南洛阳统考)如图所示，质量为5×10 kg的带电粒子以2 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长为10 cm，板间距离为 2 cm，当A、
－8
B间电势差UAB＝1×103 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场．取g＝10 m/s2.求：
(1)带电粒子的电性和所带电荷量；
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？
4
参考答案
1.答案：B 解析：电容器与电源保持连接，左移电容器左极板，电容器板间电压不变，则静电计指针偏转角不变，故A错误．电容器充电后与电源断开，电容器的带电荷量不变，上移电容器左极板，极板正对面积减小，电容减小，由电容的定义式C＝知，Q不变，C减小，则U增大，因此静电计指针偏转角增大，故B正确．电容器充电后与电源断开，电容器的带电荷量不变，在电容器两极板间插入玻璃板，电容增大，由电容的定义式C＝知U减小，因此静电计指针偏转角减小，故C错误．若在两极板间插入金属板，相当于板间距离减小，可知电容增大，而电容器的带电荷量不变，由电容的定义式C＝知板间电压U减小，则静电计指针偏转角减小，故D错误．
2.答案：A 解析：将上极板竖直向下移动时，d减小，电容器两端的电压U不变，由E＝分析得知，板间场强增大，则油滴所受电场力增大，油滴将竖直向上运动，故A正确．P点到下极板的距离不变，而E增大，由U＝Ed知，P点与下极板间电势差增大，P点的电势εrS大于零，则P点的电势升高，故B错误；d减小，由C＝知，电容C增大，U不变，由
4πkdQUQUQUUdQC＝分析可知电容器所带电荷量增加，故C、D错误． U3.答案：D 解析：如果粒子做匀加速曲线运动，就必须受到大小不变的电场力作用，而粒子受到的电场力F＝Eq，若粒子的位置变化，则电场强度E也会改变，则电场力就不同，加速度也就变了，故粒子不可能做匀加速曲线运动，应选D.
4.答案：C 解析：带负电的微粒在两极板间受竖直向下的重力，竖直方向的电场力，而微粒沿直线运动，由直线运动条件可知，重力与电场力合力必为零，即电场力方向竖直向上，大小等于重力，即mg＝q，所以两极板之间电势差U＝
Udmgd，A项错误，C项正确；而微q粒带负电，所以电场方向竖直向下，而电场方向是由高电势指向低电势的，所以M板电势高于N板电势，D项错误；微粒由上板边缘运动到下板边缘，电场力方向与位移方向夹角为钝角，所以电场力对微粒做负功，微粒电势能增加，B项错误．
5.答案：AB 解析：垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，得到运动时间相等，D错误；平行电场方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动，满足
x＝at2
12
5